人类大脑由860亿个互相连接的神经元组成。日前，正在底特律举办的美国国防部高级研究计划局（DARPA）电子复兴峰会上，英特尔公司展示了其最新的可模拟800多万个神经元的Pohoiki Beach芯片系统。该神经拟态系统的问世，预示着人类向“模拟大脑”这一目标迈出了一大步。
Pohoiki Beach由64个较小的Loihi芯片组成，可模拟约830万个神经元。这个数字和一些小型啮齿动物的大脑差不多。资料图
该全新神经拟态系统包含多达64颗英特尔Loihi芯片，集成了1320亿个晶体管，总面积3840平方毫米，拥有800多万个“神经元”（相当于某些小型啮齿动物的大脑）和80亿个“突触”。英特尔介绍说，该芯片系统在人工智能任务中的执行速度要比传统CPU快一千倍，能效可提高一万倍。新形态芯片可在图像识别、自动驾驶和自动化机器人等方面带来巨大技术提升。
特别是，Loihi芯片拥有可编程微码学习引擎，可在片上训练异步脉冲神经网络（SNN）。这是一种将时间结合进模型操作的特殊AI模型，可以让模型的不同组件不会同时被输入处理。SNN被认为可以高效实现自适应修改、基于事件驱动和细粒度平行计算。
Loihi芯片组成的Pohoiki Beach系统，资料图
与人脑中的神经元类似，Loihi拥有数字轴突用于向临近神经元发送电信号，也有树突用于接收信号，在两者之间还有用于连接的突触。英特尔表示，基于这种芯片的系统已经被用于模拟皮肤的触觉感应、控制假腿和玩桌上足球等任务。
对于正在尝试新硬件平台的人工智能研究人员而言，全新神经拟态系统拥有激动人心的前景。除此之外，研究人员正在利用神经芯片来改善假肢适应不平坦地面的方式，并创建可供自动驾驶车辆使用的更准确的数字地图。
Loihi芯片，资料图
英特尔预测，到2019年底，该公司将推出一个能够模拟1亿个神经元和1万亿个突触的系统Pohoki Springs。该系统将包含768颗芯片、1.5万亿个晶体管，下一代神经形态系统将提供前所未有的性能和效率。
据了解，使用Loihi芯片，可以在运行实时深度学习基准测试时比GPU节省109倍的能耗，而与专用的物联网推理硬件相比，神经形态芯片也节约了5倍能耗。
据悉，神经形态学工程，也称神经形态计算，通常是指使用电路系统来模拟生物的神经形态学结构，或许是下一代计算机的发展方向。此前，来自MIT、普渡大学、斯坦福、IBM、惠普等大学和公司的先驱者们都曾提出自己的全栈系统，但没有一家能像今天的英特尔这样如此接近神经形态学研究的终极目标，后者推出了一台超越前人千倍算力的超级计算机。