Компания Intel представила компьютер Pohoiki Beach с 64 нейроморфмными чипами Loihi. В них используются ядра, состоящие из искусственных синапса, дендрита и аксона, позволяющих имитировать обработку информации мозгом животных.

В последние годы многие технологические компании стали разрабатывать и применять чипы для аппаратного ускорения нейросетевых алгоритмов. К примеру, такие сопроцессоры уже устанавливаются на многие современные смартфоны. Как правило, их эффективность обусловлена общей оптимальностью архитектуры для базовых операций, часто применяемых при работе нейросетевых алгоритмов.

К примеру, видеоускорители более оптимальны, чем центральный процессор, из-за эффективного распараллеливания множества однотипных вычислений. Некоторые производители применяют более прицельную оптимизацию и создают специальные процессорные блоки, оптимальные для выполнения определенных операций. К примеру, в чипе Tesla содержатся блоки для ускорения линейной ректификации (ReLU) и субдискретизации (pooling), лежащих в основе работы сверточных нейросетей.

Существует и другой подход, при котором разработчики на аппаратном, а не программном, уровне имитируют работу нейронных сетей в мозге животных. Intel представила такой процессор под названием Loihi в 2017 году. Он состоит из 128 нейроморфных ядер для работы нейросети и еще три ядра с архитектурой x86 для управления. Каждое нейроморфное ядро состоит из 1024 блоков, которые в свою очередь состоят из искусственного синапса, дендрита и аксона. Кроме того, в каждом ядре есть блок обучения, отвечающий за изменение синаптических весов на нейронах во время работы и прохождения импульсов. Как и в настоящих нейронах, искусственные нейроны производят импульс, получая на входе импульс, превышающий определенный порог. Такой процессор потенциально имеет гораздо более высокую энергоэффективность из-за отсутствия необходимости перемещать данные между процессором и памятью, также других особенностей.

Схема ядра Intel Loihi / Mike Davies et al. / IEEE Micro, 2018

Вместе с этим, алгоритмы необходимо адаптировать к такой архитектуре, поэтому Intel начала распространять образцы компьютеров на базе Loihi и теперь представила новый прототип, который будет доступен нескольким десяткам исследовательских групп. В новом компьютере содержится 64 таких чипа, которые в сумме содержат более 8,3 миллиона искусственных нейронов. Ожидается, что до конца года Intel представит новый компьютер, содержащий 768 чипов Loihi и более 100 миллионов нейронов.