Компания Intel представила новую итерацию нейроморфной программы, в том числе, второе поколение чипа Loihi, а также открытый фреймворк для разработки нейроморфных приложений Lava. Две системы на базе Liohi 2 — Oheo Gulch и Kapoho Point — будут доступны для разработчиков бесплатно. Помимо стандартного набора обновлений — улучшенного процессора и повышенной вычислительной мощности — имеются и фундаментальные изменения, которые позволят запускать совершенно новые классы алгоритмов.

Несмотря на название, нейронные сети лишь отчасти работают так же, как биологический мозг. Если их организация и способ передачи данных через слои вычислений и напоминают сети нейронов мозга, то обработка данных выглядит так, как в обычном процессоре. Однако нейросети — не единственный способ имитации мозга. Существуют так называемые нейроморфные вычисления, основанные на аппроксимации поведения отдельных нейронов средствами аппаратного обеспечения.

В основе биологической нервной системы лежит нейрон, особый вид клетки. Все нейроны обладают несколькими общими свойствами: на конце клетки имеется дендрит, который можно назвать приемником для сигналов других клеток. Есть и передатчики — аксоны. Сигналы принимают форму спайков, то есть кратких изменений напряжения в мембране нервной клетки. Спайки движутся через аксоны, пока не достигнут соединения с другими клетками — синапсов, где преобразуются в химический сигнал, который идет в ближайший дендрит. Химические сигналы открывают каналы, по которым ионы направляются в клетку, запуская новый спайк.

Клетка может получать различную информацию — количество спайков, откуда они поступили, какова была активность в прошлом и так далее. Все это используется для определения собственного состояния активности, рассказывает Ars Technica.

Спайки нейронных сетей можно реализовать через ПО на традиционных процессорах. Но можно и через аппаратное обеспечение, как это делает Intel с Loihi. В результате получается весьма необычный процессор.

В прошлом поколении Liohi было 128 отдельных ядер, соединенных в сеть. Каждое ядро обладает большим количеством отдельных «нейронов», или исполнительных устройств. Каждый нейрон получает информацию в виде спайков от другого. На ее основании он определяет свое поведение, как указано в его программе. Каждый спайк переносит один бит информации, а нейрон только регистрирует его получение.

Одно из главных преимуществ такой системы — энергоэффективность. По словам Майка Дэвиса, директора Нейроморфной компьютерной лаборатории Intel, чип Liohi превосходит традиционные процессоры в 2000 раз по экономии электроэнергии в определенных ситуациях.

Loihi 2 содержит до 1 млн «нейронов» на чипе и в десять раз быстрее предыдущей версии. Плотность ресурса в 15 раз больше, а энергоэффективность — лучше. Первые тесты показали, что Loihi 2 в 60 раз снижает количество операций за логический ввод без потери точности, по сравнению со стандартными моделями ИИ, которые работали на первом Loihi.

Также новый чип обладает улучшенной программируемостью, пригоден для более широкого класса алгоритмических проблем, включая оптимизацию и планирование в реальном времени. Повышена совместимость с обратным распространением и другими базовыми методами ИИ, пишет Venture Beat.

Что касается Lava, то эта система отвечает потребностям программного фреймворка для сообщества исследователей нейроморфных вычислений. Она позволяет ученым и разработчикам приложений работать с принятым набором инструментов, методов и библиотек на обычных и нейроморфных процессорах, а также создавать программы, не имея доступа к специализированному железу.