英特尔神经拟态芯片64颗互连：800万神经元

DARPA 2019 年电子复兴计划峰会，英特尔发布了一个代号为 Pohoiki Beach 的神经拟态系统，包含了 64 颗 Loihi 芯片，集成了 1320 亿个晶体管，总面积 3840 平方毫米，将 800 万个数字神经元和 80 亿个突触塞进了这个计算机系统里。目前 Loihi 芯片已经发展到第五代，每一个 Loihi 芯片采用 14nm 工艺制造，集成 21 亿个晶体管、13 万个神经元和 1.3 亿个突触，跟传统的处理器相比，Loihi 的速度提高了 1000 倍，运算效率能提升 10000 倍。这种芯片而在提升算力的同时还能降低功耗，在网络扩展 50 倍的情况下仅需要耗费 30% 的功率，而一般的 IoT 硬件则需要耗费 500% 的功率，同时还能够将运行实时深度学习基准测试的功耗降低 109 倍。

2017年9月，Intel发布了全新的神经拟态芯片“Loihi”，之后不断取得新的突破和进展，还成立了Intel神经拟态研究社区(INRC)，推动神经拟态计算的发展。

现在，Intel宣布了代号“Pohoiki Beach”的全新神经拟态系统，包含多达64颗Loihi芯片，集成了1320亿个晶体管，总面积3840平方毫米，拥有800万个神经元、80亿个突触。

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Intel Loihi芯片采用14nm工艺制造，集成21亿个晶体管，核心面积60平方毫米，内部集成3个Quark x86 CPU核心、128个神经拟态计算核心、13万个神经元、1.3亿个突触，并有包括Python API在内的编程工具链支持。

这种芯片不采用传统硅芯片的冯诺依曼计算模型，而是模仿人脑原理的神经拟态计算方式，并且是异步电路，不需要全局时钟信号，而是使用异步脉冲神经网络(SNN)。

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Intel宣称，在稀疏编码、图式搜索、路径规划、同时定位和建图(SLAM)、约束满足问题等特定应用中，Loihi要比传统CPU速度快最多1000倍，能效高最多10000倍。

最新的64芯片系统已分享给60多个INRC生态合作伙伴。有测试表明，运行实时深度学习基准测试的时候，它的功耗比传统CPU低了足有109倍，对比特制的IoT推理硬件功耗也低了5倍，而且网络规模扩大50倍后仍能维持实时性能，功耗仅增加30%，IoT硬件的话功耗会增加5倍以上，并失去实时性。

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按照计划，Intel今年底将做到1亿个神经元、10000亿个突触，预计会有768颗芯片、1.5万亿个晶体管。

从理论上讲，Loihi可以扩展到最多16384颗芯片互连，那就是超过20亿个神经元(人类大脑有大约860亿个)，不过Intel并不打算真的这么做。
参考:
https://www.eet-china.com/news/201709271144.html