4nm工艺，拥有100万神经元！英特尔Loihi 2发布：性能提升10倍

10月2日消息，英特尔于当地时间9月30日正式发布了其第二代神经拟态芯片Loihi 2。该芯片基于Intel 4 制程工艺（相当于台积电4nm工艺），集成的神经元数量是上一代的8倍，达到了100 万个神经元，处理器速度也达到了上一代的10倍。

现代人工智能 (AI) 软件和硬件主要使用离线训练，需要大量的数据、算力和电力，但很难实现即时学习。因此，头部的芯片厂商开始积极研究神经形态计算架构，希望模仿人类大脑，能够自动抽象、快速泛化和动态自主学习，并且解决功耗问题，这是通用或并行计算架构在合理的功耗预算内无法提供的。

2017年9月，英特尔曝光了其代号为 “Loihi” 的首款能够进行自主学习的神经拟态芯片，Loihi芯片可以像人类大脑一样，通过脉冲或尖峰传递信息，并自动调节突触强度，通过环境中的各种反馈信息，进行自主学习、下达指令。它可以利用少量的数据就能进行自主学习并作出推断，随着时间的推移将变得更加智能，不需要以传统大量数据训练的方式进行。不过，当时的Loihi还只是基于FPGA的模拟。

2018年CES上，英特尔正式发布了拥有完整功能的Loihi芯片，并宣布Loihi已全面运作，将与领先大学、科研机构分享Loihi芯片，并用于更复杂的数据集和问题。

第一代的Loihi基于英特尔14nm工艺，核心面积为60mm²，由128个Neuromorphic Core（神经形态的核心，每个核心拥有208KB缓存）+3个低功耗的英特尔X86核心组成，拥有12.8万个神经元和1.28亿个触突。每个神经元可以有24个变量状态。

而最新推出的了Loihi 2则升级到了Intel 4工艺（相当于台积电4nm），核心面积降至了31mm²，集成了128个Neuromorphic Core（每个核心拥有192KB缓存） 和 6个低功耗的英特尔X86核心，得益于制程工艺的大幅提升，Loihi 2的神经元数量提升到了100万个，是第一代的7.8倍，不过突触数量略微降低至1.2亿个。Loihi 2可以根据神经元模型要求，最高分配4096个变量状态。这些方面的提升，使得Loihi的处理速度达到第一代Loihi 的10 倍。

Loihi 2 还有许多相比第一代的Loihi更胜一筹的地方，包括支持三因素学习规则与更出色的突触（内部互连）压缩率，这使得内部数据的交换速度更快。同时，Loihi 2还具备支持与内部突触相同类型的压缩率的片外接口，该接口可用于跨多个物理芯片扩展片上网状网络，以构建功能极其强大的神经形态计算机系统。同时，为了简化 Loihi 2 与传统系统的集成，该芯片还具有 10GbE、GPIO 和 SPI 接口。

英特尔近期并没有销售Loihi 2 芯片的计划，但英特尔表示，其将是第一款对外部公开使用的Intel 4 工艺芯片。英特尔神经形态研究社区（Intel Neuromorphic Research Community, INRC）成员现在已可通英特尔云端申请Loihi 2 硬件，包括专门用来进行早期评估单芯片Oheo Gulch板卡系统，以及即将推出的八芯片的Kapoho Point系统。

编辑：芯智讯-浪客剑

来源：芯智讯