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神經擬態(tài)計算的商業(yè)化，需要三管齊下。
英特爾今天推出第二代神經擬態(tài)研究芯片Loihi 2，每個芯片最多有100萬個神經元。
Loihi2采用了預生產版本的Intel 4制程節(jié)點，Loihi則采用英特爾14nm工藝，與以往的制程技術相比，Intel 4制程節(jié)點采用的極紫外光刻（EUV）技術簡化了布局設計規(guī)則，使Loihi 2的快速開發(fā)成為可能。
神經擬態(tài)計算是在傳統(tǒng)半導體工藝和芯片架構上的一種嘗試和突破，通過模擬人腦神經元的構造和神經元之間互聯(lián)的機制，能夠在低功耗以及少量訓練數(shù)據(jù)的條件下持續(xù)不斷自我學習，大幅提高了能效比。
神經元作為神經擬態(tài)計算突破的關鍵，Loihi 2相比上一代芯片神經元數(shù)量提升了8倍，基于核心大小為0.21 mm2 的Loihi 2，最多支持 8192 個神經元，對比核心尺寸為0.41 mm2的Loihi，最多支持1024 個神經元。
Loihi2之所以能夠在芯片面積為二分之一的前提下實現(xiàn)八倍的神經元數(shù)量提升，制造工藝是關鍵。英特爾此前介紹，Intel 4是其首個完全采用極紫外光刻（EUV）技術的制程節(jié)點，EUV也將成為英特爾實現(xiàn)再次實現(xiàn)制程領先的關鍵。
除了硬件，與神經擬態(tài)芯片匹配的軟件也非常重要。與Loihi2一起發(fā)布的還有用于開發(fā)神經啟發(fā)應用的開源軟件框架Lava，具備開放、模塊化、可擴展的特性。Lava允許研究人員和應用開發(fā)人員在彼此取得的成果上進一步開發(fā)，并集中到一組通用的工具、方法和函數(shù)庫中。
同時，Lava能夠在跨越傳統(tǒng)和神經擬態(tài)處理器的異構架構上無縫運行，實現(xiàn)跨平臺執(zhí)行以及與各種人工智能、神經擬態(tài)和機器人框架的互操作性。開發(fā)人員無需使用專門的神經擬態(tài)硬件即可開始構建神經擬態(tài)應用，并且可以為Lava代碼庫做出貢獻，包括將其移植到其他平臺上運行。
“洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員一直在使用Loihi神經擬態(tài)平臺來研究量子計算與神經擬態(tài)計算之間的權衡，并在芯片級上實現(xiàn)學習流程。這項研究顯示了脈沖神經網(wǎng)絡和量子退火路徑在解決硬優(yōu)化問題上一些激動人心的等效性。”洛斯阿拉莫斯國家實驗室科學家Gerd J. Kunde表示，“除此之外，我們還證明了之前被認為無法在神經擬態(tài)架構上實現(xiàn)的反向傳播算法（訓練神經網(wǎng)絡的基本構建模塊）可以在Loihi上高效地實現(xiàn)。我們的團隊很高興能夠借助Loihi 2芯片繼續(xù)進行這項研究。”
早期的評估表明，與在原始版本的Loihi上運行的標準深度網(wǎng)絡相比，在準確性沒有降低的情況下，Loihi 2上每次推理的運算次數(shù)減少了60多倍。
在連接性和集成方面，Loihi 2芯片將支持以太網(wǎng)接口，與更廣泛的基于事件的視覺傳感器實現(xiàn)無膠合集成，同時Loihi 2芯片還擁有更大的網(wǎng)狀網(wǎng)絡，這解決了Loihi中客觀存在的一處局限。
當然，神經擬態(tài)計算的發(fā)展也需要各方的努力，英特爾此前已經成立了英特爾神經擬態(tài)研究社區(qū)（INRC），目前INRC已增加到約150個成員機構，今年新增的成員包括福特（Ford）、佐治亞理工學院（Georgia Institute of Technology）、美國西南研究院（SwRI）、美國菲力爾公司（Teledyne FLIR）。
英特爾目前通過神經擬態(tài)研究云服務向加入INRC的成員提供兩個基于Loihi 2的神經擬態(tài)系統(tǒng)：用于早期評估的單芯片系統(tǒng)Oheo Gulch和即將開放的八芯片系統(tǒng)Kapoho Point。Lava 軟件框架可在GitHub 上免費下載。Loihi 2和Lava的演示教程將在10月舉辦的“Intel Innovation”活動中呈現(xiàn)。
至于神經擬態(tài)計算的商業(yè)化，則需要“三管齊下”，首先，需要根據(jù)算法和應用研究的結果對神經擬態(tài)硬件進行持續(xù)地迭代改進。其次，還需要開發(fā)通用的跨平臺軟件框架，以便開發(fā)人員可以對來自不同開發(fā)群體的最佳算法理念進行基準測試、整合和改進；最后，產業(yè)界、學術界和政府領域之間要深入合作，建立一個豐富、高效的神經擬態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，以探索近期可實現(xiàn)商業(yè)價值的落地。
