如果让你猜测某视频中某个人的情绪,那么你大脑内的神经元就会快速交换信息,出现疾风暴雨般的电子尖峰。最近,英特尔的研究人员让他们的新型芯片“罗希”(Loihi)原型接受类似挑战,试图依靠数千个尖峰“硅神经元”解决这个问题。与大脑神经元一样,它们能够调整彼此间的联系以适应新任务。
英特尔的新芯片以夏威夷的一座海底火山的名字命名,虽然与真正的大脑仍存在不小差异,但和传统处理器相比也是截然不同。该公司表示这种芯片能够在将来的某一天提高汽车、成像设备和机器人的智能程度,并且无需依赖云连接。摆脱云连接意味着消除了数据等待时间,同时也有助于保护隐私。
英特尔研发新型芯片,模仿人类大脑
“罗希”的设计灵感来源于大脑,是一种神经形态芯片。英特尔表示测试结果表明这种设计能够完成解读视频等一系列任务,所需能量只有常规芯片的千分之一。此外,“罗希”还具备学习能力,随着遭遇的新数据增多,不断提高自己的“学识”。随着这种芯片的普及,未来的机器将更加智能,改变世界的面貌。英特尔研究团队负责人迈克尔·梅伯里表示:“我们试图让机器进一步了解自然环境下发生的事情。”
“罗希”仍是一个研究项目。但梅伯里指出首个完整版“罗希”将于11月问世,将采用13万个神经元,尺寸与小指指甲相当。一些学术和研究机构将在2018年体验“罗希”。英特尔制造了两个尺寸较小的原型,现正在测试完整版的设计。据梅伯里估计,如果“罗希”能够引发客户的兴趣,两年左右便可上市。
“罗希”是英特尔在人工智能研发方面的最新举措,目标是将当前的“人工智能热”转化成公司的新增长引擎。2016年,英特尔收购了两家创业公司——Nervana和Movidius。Nervana力求将云中的机器学习功能引入芯片,Movidius则主攻电脑视觉。2017年3月,英特尔收购了以色列的Mobileye公司。Mobileye制造用于自动驾驶的摄像头和芯片。英特尔需要开拓新业务,以刺激增长。PC市场的萎靡不振拖住了他们的前进脚步。现在,英特尔已决定放弃移动芯片市场。
英特尔收购的人工智能创业公司致力于研发加速人工神经网络的芯片。这项技术通过在一定程度上模拟神经元来过滤数据,是一系列科技进步的基础所在,例如谷歌的围棋机器人AlphaGo。不过,无论是英特尔当前的技术,还是谷歌、微软和苹果的人工智能芯片,都利用常规芯片设计为神经网络提供能量。
“罗希”之所以有别于常规芯片是因为其“不加掩饰”地模拟大脑神经元,在设计上与当前的电脑芯片存在根本性差异。在常规芯片中,数据在处理器和独立内存之间来回穿梭。而“罗希”的神经元以及神经元之间的可调整连接同时扮演了处理器和内存的角色,能够节省数据传输所需的时间和能量。
英特尔的实验性新芯片
“罗希”神经元之间的连接(模拟突触)能够随时间推移调整活动模式,模仿大脑的学习机制。测试中,英特尔让“罗希”观看视频,视频中的人做出各种运动,例如训练二头肌,而后让它在新视频中识别同样的运动。
英特尔并不是第一家取经神经系统科学,研发芯片的公司。IBM制造了两代神经形态处理器,但并不具备“罗希”那样从数据中学习的能力。在获得五角大楼国防高级研究计划局(DARPA)的一笔经费之后,IBM开始研究神经形态芯片。DARPA希望利用这种芯片自动分析无人机拍摄的战场画面。IBM与两家实验室签署协议,利用他们的神经形态芯片打造研究系统。目前,IBM尚未宣布将神经形态芯片投放市场。
包括脸书的扬·勒丘恩在内,一些著名的人工智能研究员对神经形态芯片持怀疑态度,指出尖峰硅神经元尚未被证明在运算能力或者弹性方面能够与常规芯片采用的机器学习软件相媲美。英特尔的梅伯里表示“罗希”的学习能力意味着这种芯片比此前的系统更具可调整性。
“罗希”项目得益于当前的发展趋势。研发和使用支持人工智能软件的芯片已成为一大热门。科技公司已经不满足于仅仅依靠改进常规芯片技术。佐治亚理工学院的助理教授图沙尔·克里希纳表示所有这些公司都意识到革新设计的必要性。摩尔定律(曾一度准确预言CPU性能的提升趋势)的失效是另一个原因,促使这些公司对新想法持更开放态度。取经大脑的芯片尚未得到验证,但这或许就是未来发展方向,因此需要严肃对待。
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