人类大脑由 860 亿个互相连接的神经元组成。科学家们希望在芯片中也能尽可能多的复制这种连接。

刚刚，美国科技巨头英特尔宣布推出其最新神经拟态系统 Pohoiki Springs，首次将计算能力扩展到了 1 亿个，将 Loihi 的神经容量增加到一个小型哺乳动物大脑的大小。（1只瓢虫的大脑大约有25万到50万神经元，蟑螂大脑约有100万神经元，斑马鱼大脑约有1000万神经元。）

英特尔将神经拟态研究系统扩展至1亿个神经元

3月19日，英特尔宣布其最新的神经拟态研究系统Pohoiki Springs已准备就绪，将提供1亿个神经元的计算能力。英特尔表示，将向包括美国哈佛大学、康奈尔大学等在内的英特尔神经拟态研究社区（INRC）的成员提供这一基于云的系统，以扩展其神经拟态工作来解决更大规模且更复杂的问题。

神经拟态计算是英特尔为应对计算领域非结构化、有噪声数据日益增加等挑战而研发的新的计算机架构。其目标是应用神经科学的最新见解，来创造作用方式更类似于人脑的芯片而非传统计算机的芯片。神经拟态系统在硬件层面上复制了神经元组织、通信和学习方式。英特尔认为其神经拟态研究芯片Loihi和未来的神经拟态处理器将定义一种新的可编程计算模式，可以满足世界对普及型智能设备日益增长的需求。

英特尔神经拟态计算实验室主任Mike Davies介绍称：“Pohoiki Springs将Loihi神经拟态研究芯片扩展了750倍以上，同时以低于500瓦的功率运行。当前，一些工作负载在传统架构上运行缓慢。而Pohoiki Springs系统则让我们的研究合作伙伴能够探索加速处理这些工作负载的方法。”

Pohoiki Springs是一个数据中心机架式系统，是英特尔迄今为止开发的最大规模的神经拟态计算系统。它将768块Loihi神经拟态研究芯片集成在5台标准服务器大小的机箱中。

图丨 Pohoiki Springs（来源：英特尔）

数据中心机架式系统Pohoiki Springs

Loihi处理器的设计思路来源于人脑。与大脑一样，Loihi能用比传统处理器快1000倍的速度和高10000倍的效率处理特定要求的工作负载。而Pohoiki Springs则是扩展Loihi架构的下一步，可用于评估其解决人工智能（AI）问题以及一系列计算难题的潜力。英特尔研究人员认为，与当今先进的传统计算机相比，神经拟态系统拥有超级并行性和异步信号传输能力，可在降低功耗的同时提升性能。

据介绍，Pohoiki Springs拥有1亿个神经元，它将Loihi的神经容量增加到一个小型哺乳动物大脑的大小。而这是向支持更大、更复杂的神经拟态工作负载的道路上迈出的重要一步。该系统为需要实时、动态的数据处理新方法的自主、互联的未来奠定了基础。

英特尔方面表示，目前Pohoiki Springs等神经拟态系统仍处于研究阶段，其设计目的并非取代传统的计算系统，而是为研究人员提供一个工具来开发和表征新的神经启发算法，用于实时处理、问题解决、适应和学习。INRC成员将使用英特尔Nx SDK和社区贡献的软件组件，通过云访问在Pohoiki Springs上构建应用程序。（科学网）

Intel神经拟态芯片有了“嗅觉”：准确率3000倍于传统方法

Intel研究院与美国康奈尔大学的研究人员在《自然-机器智能》（Nature Machine Intelligence）杂志上联合发表了一篇论文，展示了在存在明显噪声和遮盖的情况下，Intel神经拟态研究芯片“Loihi”学习和识别危险化学品的能力。

ASML将研发新一代EUV光刻机，可望用于生产1nm芯片

包括台积电、三星电子、英特尔和中芯在内的晶圆制造厂商，在生产芯片过程中必须要用到一种半导体设备——光刻机。截至目前，全球最新一代光刻机是EUV光刻机（极紫外光刻机），并且全球也只有总部位于荷兰的ASML公司可以向晶圆制造商供应如此先进的EUV光刻机，

据介绍，Loihi只需要单一样本，就可以学会识别每一种气味，而且不会破坏它对先前所学气味的记忆，展现出了极其出色的识别准确率。

如果使用传统方法，即便最出色的深度学习方案，要达到与Loihi相同的气味分类准确率，学习每一种气味都需要3000倍以上的训练样本。

Intel神经拟态研究芯片Loihi

Intel研究院神经拟态计算小组高级研究科学家、拥有神经拟态计算博士学位的Nabil Imam介绍说，康奈尔大学负责研究动物的生物嗅觉系统，并测量动物闻到气味时的脑电波活动，然后Intel根据这些电路图与电脉冲，导出一套算法，并将其配置在神经拟态芯片上。

Imam带领团队采用了一个由72个化学传感器活动组成的数据集，可对一个风洞实验中循环的10种气体物质(气味)作出反应。传感器对各种气味的反应被传送至Loihi，由其芯片电路对嗅觉背后的大脑电路进行模拟。

在研究人员的指导下，Loihi已经迅速掌握了10种不同气味的神经表征，其中包括丙酮、氨和甲烷，而且即使有强烈的环境干扰也能准确识别。

而传统烟雾和一氧化碳探测器能使用传感器来探测气味，虽然能探测到空气中的有害分子并发出警报，但无法对各种气味进行区分。

英特尔神经拟态计算实验室高级研究科学家Nabil Imam表示：“我们正在Loihi上开发神经算法，来模拟人类嗅到气味时的大脑运行机制。这项工作堪称神经科学与人工智能技术交叉领域的当代研究典范，并且证实Loihi有望提供重要的感知能力，并惠及各行各业。”

Nabil Imam在位于美国加州圣克拉拉的神经拟态计算实验室中手持一块Loihi神经拟态测试芯片

Intel Loihi神经拟态芯片诞生于2017年9月，脱离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)，在特定应用中要比传统CPU速度快最多1000倍，能效高最多10000倍。

2019年7月，Intel又宣布了代号“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。

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860亿个神经元。(快科技）