Intel avança em computação neuromórfica com o chip Loihi 2

A Intel acaba de fazer dois importantes anúncios: o lançamento do Loihi 2, seu chip de pesquisa neuromórfico de segunda geração, e o Lava, uma estrutura de software de código aberto para o desenvolvimento de aplicativos inspirados em neurônios. Esses anúncios sinalizam o progresso contínuo da Intel no avanço da tecnologia neuromórfica.

“Nosso chip de segunda geração melhora muito a velocidade, programação e capacidade de processamento neuromórfico, ampliando seu uso em aplicativos de computação inteligente com restrição de latência e potência. Estamos abrindo o código-fonte do Lava para atender à necessidade de convergência de software, benchmarking e colaboração de plataforma cruzada no campo, e para acelerar nosso progresso em direção à viabilidade comercial”, disse Mike Davies, diretor do Laboratório de Computação Neuromórfica da Intel.

Segundo a Intel, a computação neuromórfica, que extrai insights da neurociência para criar chips que funcionam mais como o cérebro biológico, aspira a entregar melhorias de ordens de magnitude em eficiência energética, velocidade de computação e eficiência de aprendizagem em uma gama de aplicativos de ponta: da visão, reconhecimento de voz e gestos para recuperação de pesquisa, robótica e problemas de otimização restrita. As aplicações que a Intel e seus parceiros demonstraram até agora incluem braços robóticos, peles neuromórficas e detecção olfativa.

O Loihi 2 incorpora aprendizados de três anos de uso com o chip de pesquisa de primeira geração e alavanca o progresso na tecnologia de processo e métodos de design assíncronos da Intel. Os avanços contidos no Loihi 2 permitem que a arquitetura suporte novas classes de algoritmos e aplicativos inspirados em neuro, enquanto fornece processamento até 10 vezes mais rápido, densidade de recursos até 15 vezes maior, com até 1 milhão de neurônios por chip e eficiência energética aprimorada.

Beneficiando-se de uma estreita colaboração com o Grupo de Desenvolvimento de Tecnologia da Intel, o Loihi 2 foi fabricado com uma versão de pré-produção do processo Intel 4. O uso de litografia ultravioleta extrema (EUV) no Intel 4 simplificou as regras de design de layout em comparação com tecnologias de processo anteriores. Isso tornou possível desenvolver rapidamente o Loihi 2.

Software

A estrutura de software Lava atende à necessidade de uma estrutura de software comum na comunidade de pesquisa neuromórfica. Como uma estrutura aberta, modular e extensível, o Lava permitirá que pesquisadores e desenvolvedores de aplicativos se baseiem no progresso uns dos outros e convergem em um conjunto comum de ferramentas, métodos e bibliotecas.

O Lava funciona perfeitamente em arquiteturas heterogêneas em processadores convencionais e neuromórficos, permitindo a execução em plataforma cruzada e interoperabilidade com uma variedade de estruturas de Inteligência Artificial, neuromórficas e robóticas. Os desenvolvedores podem começar a construir aplicativos neuromórficos sem acesso a hardware neuromórfico especializado e podem contribuir com a base de código Lava, incluindo portá-lo para execução em outras plataformas.

Benefícios

O Loihi 2 e Lava fornecem ferramentas para pesquisadores desenvolverem e caracterizarem novos aplicativos inspirados em neuro para processamento em tempo real, resolução de problemas, adaptação e aprendizagem. Os destaques notáveis ​​incluem:

Otimização mais rápida e geral: a maior capacidade de programação do Loihi 2 permitirá que uma classe mais ampla de problemas de otimização difíceis seja suportada, incluindo otimização em tempo real, planejamento e tomada de decisão de sistemas de ponta a datacenter.

Novas abordagens para aprendizagem contínua e associativa: Loihi 2 melhora o suporte para métodos de aprendizagem avançados, incluindo variações de retropropagação, o algoritmo robusto de aprendizagem profunda. Isso expande o escopo de adaptação e algoritmos de aprendizagem com eficiência de dados que podem ser suportados por fatores de forma de baixa energia operando em configurações online.

Novas redes neurais treináveis ​​por aprendizado profundo: modelos de neurônios totalmente programáveis ​​e mensagens de pico generalizadas em Loihi 2 abrem a porta para uma ampla gama de novos modelos de rede neural que podem ser treinados em aprendizado profundo. As primeiras avaliações sugerem reduções de mais de 60 vezes menos operações por inferência na Loihi 2 em comparação com as redes profundas padrão em execução na Loihi original, sem perda de precisão. Loihi 2 aborda uma limitação prática de Loihi incorporando interfaces de entrada/saída mais rápidas, mais flexíveis e mais padrão. Os chips Loihi 2 suportarão interfaces Ethernet, integração sem cola com uma gama mais ampla de sensores de visão baseados em eventos e redes de malha maiores de chips Loihi 2.

Integração perfeita com sistemas de robótica do mundo real, processadores convencionais e novos sensores: Loihi 2 aborda uma limitação prática da Loihi ao incorporar interfaces de entrada/saída mais rápidas, mais flexíveis e mais padrão. Os chips Loihi 2 suportarão interfaces Ethernet, integração sem cola com uma gama mais ampla de sensores de visão baseados em eventos e redes de malha maiores de chips Loihi 2.”

Comercialização

O avanço da computação neuromórfica de pesquisa de laboratório para tecnologia comercialmente viável é um esforço de três frentes. Requer melhoria iterativa contínua do hardware neuromórfico em resposta aos resultados da pesquisa algorítmica e de aplicação; desenvolvimento de uma estrutura de software de plataforma cruzada comum para que os desenvolvedores possam avaliar, integrar e aprimorar as melhores ideias algorítmicas de diferentes grupos; e profundas colaborações entre a indústria, academia e governos para construir um ecossistema neuromórfico rico e produtivo para explorar casos de uso comercial que oferecem valor de negócios de curto prazo.

Os anúncios da Intel abrangem todas essas áreas, colocando novas ferramentas nas mãos de um ecossistema em expansão de pesquisadores neuromórficos engajados em repensar a computação desde seus fundamentos para oferecer avanços no processamento inteligente de informações.

A Intel oferece atualmente dois sistemas neuromórficos baseados em Loihi 2 por meio da Nuvem Neuromorphic Research para membros engajados do INRC: Oheo Gulch, um sistema de chip único para avaliação antecipada, e o Kapoho Point, um sistema de oito chips que estará disponível em breve. O Lava Software Framework está disponível para download gratuito no GitHub. Uma apresentação e tutoriais sobre Loihi 2 e Lava serão apresentados no próximo evento Intel Innovation em outubro.

Serviço
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