Intel神經擬態系統支持1億個神經元:堪比小型哺乳動物

2020-12-15 快科技

Intel在神經擬態前沿研究上不斷取得重大突破。日前,Intel Loihi神經擬態研究晶片擁有了「嗅覺」,只需單一樣本就可以學會識別每一種氣味,識別準確率極其出色,效率是傳統深度學習方案的3000倍以上。

今天,Intel又宣布,迄今規模最大、性能最強的最新神經擬態研究系統「Pohoiki Springs」已準備就緒,可提供1億個神經元的計算能力,這套基於雲的系統可解決更大規模、更複雜的問題。

1億個神經元是什麼概念?一隻瓢蟲的大腦約有25-50萬個神經元,蟑螂大腦約有100萬個,斑馬魚大腦約有1000萬個,1億個神經元則相當於一個小型哺乳動物大腦的規模。

Pohoiki Springs是一個數據中心機架式系統,在一個5臺標準伺服器大小的機箱中,集成了多達768塊Loihi神經擬態研究晶片,規模比以往擴展了750倍以上,同時功耗不到500瓦。

Intel Loihi處理器的設計思路來源於人腦,能用比傳統處理器快1000倍的速度、高10000倍的效率,處理特定要求的工作負載。

Pohoiki Springs則是擴展Loihi架構的下一步,可用於評估解決AI問題以及一系列計算難題的潛力,與當今最先進的傳統計算機相比,擁有超級並行性和異步信號傳輸能力,可以在明顯降低功耗的同時顯著提升性能。

Intel強調,這是在向支持更大、更複雜的神經擬態工作負載的道路上邁出的重要一步,為需要實時、動態的數據處理新方法的自主、互聯的未來奠定了基礎。

不過,Pohoiki Springs等神經擬態系統仍處於研究階段,其設計目的也並非取代傳統的計算系統,而是為研究人員提供一個工具,開發和表徵新的神經啟發算法,用於實時處理、問題解決、適應和學習。

在自然界中,即使是一些最小的生物也能解決極為困難的計算問題,比如很多昆蟲大腦的神經元數目遠低於100萬個,但它們卻能實時視覺跟蹤物體、導航和躲避障礙物。

同樣,Intel最小的神經擬態系統Kapoho Bay由兩個具有262000個神經元的Loihi晶片組成,支持各種實時邊緣工作負載,而且多才多藝:實時識別手勢、使用新型人造皮膚閱讀盲文、使用習得的視覺地標確定方向、學習新的氣味模式。

更驚人的是,所有這些功能都只需要消耗數十毫瓦的電能。

迄今為止,這些小規模示例都顯示了出極好的可擴展性,而在運行更大規模的問題時,Loihi比傳統解決方案更加快速高效,這模仿了自然界中從昆蟲大腦到人類大腦的可擴展性。

神經擬態計算小科普:

傳統的CPU和GPU等通用處理器特別擅長人類難以完成的任務,如高精度的數學計算,但隨著技術的作用和應用範圍都在不斷擴大,從自動化到人工智慧,以及其他更多領域,越來越要求計算機的操作模式趨向於人類,以便實時處理非結構化和有噪聲的數據,並不斷地適應變化。

為應對這一挑戰,新的專用架構應運而生。

神經擬態計算是對計算機架構自下而上的徹底顛覆,其目標是應用神經科學的最新見解,來創造作用方式更類似於人腦的晶片而非傳統計算機的晶片。

而神經擬態系統,在硬體層面上複製了神經元組織、通信和學習方式。

Intel認為,Loihi和未來的神經擬態處理器將定義一種新的可編程計算模式,可滿足世界對普及型智能設備日益增長的需求。

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