編者按：科技發展日新月異，各行各業都在努力顛覆過去的慣例，連晶片行業也不例外。CPU處理器的龍頭老大英特爾公司最近公布了一款研製中的晶片原型，其設計靈感正是人類自己的大腦，還具有自主學習能力。在競爭激烈的市場中，英特爾是想搶在別人革命之前，先革自己的命嗎？這款晶片是否AI軟體的未來助力？本文編譯自wired的原題為「INTEL』S NEW CHIP DESIGN TAKES POINTERS FROM YOUR BRAIN」的文章。
當你猜測其他人的情緒狀態時，你大腦中的神經元就會交換信息， 如果此時進行監測， 我們就會觀察到腦中出現一陣活躍的腦電波。英特爾的研究者最近也讓他們新的雛形晶片Loihi挑戰這項任務，嘗試解讀人類情緒。這個晶片也有幾千個矽「神經元」。這些矽神經元跟人類的神經元類似，能夠調整相互之間的連接，以適應新任務的需要。
英特爾的新晶片，與夏威夷的一座海底火山Loihi同名，跟人類的大腦還不是太相像。但是這款晶片和一般的處理器很不同。英特爾認為，這種處理器的連接方式未來可以用於製造更智能的汽車、照相機和機器人身上，讓這些機器和設備無需聯網或連接到雲端。無需聯網，就意味著用戶無需等待數據從網上傳送到設備上，並且帶來了用戶私密性的優勢。
英特爾的研究人員表示，測試顯示這種受大腦啟發的神經元形態設計能夠解讀視頻中人類情緒，而使用的能量警示傳統晶片的千分之一。再加上Loihi遇到新數據時自主學習的能力，研究人員認為這是機器在變化的現實世界中能夠穩定工作的基礎。英特爾研究部門的經理Michael Mayberry說，
「我們正在努力讓晶片理解自然環境中發生的事物。」
英特爾新晶片設計簡圖
Loihi目前仍是處於研究中的項目。但是Mayberry認為，Loihi的第一款完整版晶片將於11月製造完成，指甲蓋大小的面積上將帶有13萬個神經元。2018年，有些學術和研究機構將開始使用這款晶片。英特爾還做了兩個較小的晶片雛形，目前正在對完整的晶片做測試。Mayberry預計，如果Loihi引起很大關注的話，也還需要至少兩年，甚至在更久之後才能上市。
Loihi晶片是英特爾邁出的新步伐，旨在趁AI風潮，為公司增長添動力。去年，英特爾收購了兩家晶片公司Nervana和Movidius，這兩家公司製作的晶片能夠促進機器學習和計算機視覺的發展。今年3月，英特爾又收購了以色列公司Mobileye。Mobileye專做自動駕駛汽車中使用的相機和晶片。英特爾很需要帶來新增長的子公司，因為個人電腦市場增長停滯，這對於這個市場的龍頭英特爾無疑是個危機。而英特爾也放棄了打入行動裝置處理器市場。
英特爾收購的這些AI創業公司主營的是加速人工神經網絡發展的晶片。這項技術是打敗世界圍棋冠軍的谷歌機器人AlphaGo背後的核心技術。而且，這項技術中的神經元還能共同工作以篩選數據。而英特爾現有的技術能通過傳統的晶片設計來為神經網絡發展加速，這跟谷歌、微軟和蘋果的AI晶片作用是一樣的。
AI的崛起迫使谷歌和微軟開始自己製造晶片。但英特爾的Loihi與傳統晶片不同，因為Loihi對神經元的粗略模仿是與硬體設計融為一體的。Loihi的設計與當今使用的一般電腦晶片原理完全不同。在傳統的晶片中，數據一般在處理器和單獨的存儲器中來來回回。而Loihi的神經元之間的連接是可調整的，這就使得神經元本身既是處理器又是存儲器，於是便節省了數據「穿行」於處理器和存儲器之間的時間。晶片「神經元」之間的連接類似人類神經突觸，隨著使用時間的增加，會根據其活動規律進行調整，模仿了人類大腦的學習機制。對晶片學習能力的測試包括，讓晶片看人做二頭肌彎舉的視頻，看看晶片是否能識別出新視頻中同樣的動作。
英特爾並非首家從人類神經網絡中找靈感來設計晶片的公司。IBM已經建造了兩代的神經形態處理器。但是這兩款晶片無法像英特爾的Loihi那樣能學習接收的數據。IBM的處理器背後助推手是五角大樓的研究機構——美國國防部高級研究計劃局，他們寄希望於IBM，以求設計出戰場上能自動分析無人機錄下的視頻腳本。IBM與兩個實驗室籤下協議，要用其晶片來建造研究系統。但是IBM的晶片目前沒有投入商用。
有些領先的AI研究者，包括Facebook的Yann LeCun，對神經形態晶片提出質疑。他們提到，矽神經元的有效性還沒有得到證明，他們也許還不如那些基於傳統晶片的機器學習軟體來的靈活或強大。
英特爾的研究者Mayberry說，Loihi晶片學習的方式讓它比之前的系統適應性更強。Mayberry的項目進行的時間也對其進展很有優勢。
目前，製造和使用為AI軟體專門打造的晶片是一股熱潮。這表明，很多公司已經不滿足於傳統晶片技術的進步。「這些公司都意識到，AI軟體應該使用專門為其設計的晶片，這樣才合理。」喬治亞理工學院的助理教授Tushar Krishna說道。他提及，摩爾定律可能會日漸衰落。摩爾定律是由英特爾(Intel)名譽董事長戈登·摩爾（Gordon Moore）經過長期觀察發現得來的。摩爾定律是指IC上可容納的電晶體數目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。曾經這個定律深入人心，大家都認為中央處理器的表現會越來越好，這也是很多公司保持開放心態，持續創新。雖然受人類大腦啟發而設計的神經形態晶片的功能距離它獲得證明和認可還有很長時間，但是它已經蓄勢待發，讓我們拭目以待。
原文連結：https://www.wired.com/story/intels-new-chip-design-takes-pointers-from-your-brain/
編譯組出品。編輯：郝鵬程