Intel Kapoho Point е нов процесор, който имитира човешкия мозък

През изтеклите пет години Intel много активно развива направлението за проектиране и производство на невроморфни процесори - чиповете, които имитират поведението на невроните на главния мозък. Да напомним, че във второто поколение Loihi II, невроморфният процесор на Intel имаше 128 ядра, еквивалентни на 1 млн. цифрови неврона, които могат да емулират работата на невроните в мозъка. Но този чип бе достъпен само за избрани специалисти на Intel Neuromorphic Research Community, при това чрез електронен облак, понеже нямаше хардуерна реализация.

Но сега ситуацията е съвсем друга в сравнение с първия виртуален невроморфен чип. Intel представи специализираната платформа Kapoho Point, като по време на демонстрацията бе показана компактна печатна платка с осем физически процесора Loihi II. Този чип се произвежда чрез фирмения технологичен процес Intel 4 и включва 2.3 млрд. транзистора, които образуват асинхронна mesh мрежа от 128 невроморфни ядра, моделът на работа на която се задава с помощта на микрокод.

Площта на кристала на невроморфния процесор на Intel от второ поколение е едва 31 квадратни милиметра. Явно процесорът Loihi II не изисква активно охлаждане: дори и първата реализация във вид на PCIe платката Oheo Gulch, охлаждане с помощта на вентилатор имаше само за управляващия FPGA чип, а самият невроморфен процесор нямаше охлаждане. Ръководителят на този проект Майк Дейвис отбеляза, че в реалните сценарии, които се изпълняват в мащабите на възприемането от хората време, консумацията на този чип е от ранга на 100 mW, но при работа с висока тактова честота консумацията се повишава, но не съществено.

Intel обръща внимание, че новият модул може да емулира до 1 млрд. синапса, а в задачите за оптимизация с голям брой променливи (електронни неврони) новият невроморфен процесор е над 1000 пъти по-производителен от традиционните процесори. Всяко ядро има свой собствен пул бърза памет с капацитет 192 KB. Шест от процесорните ядра са заделени за управлението на невронната мрежа, базирана на Loihi II. И още, във всеки чип е интегриран хардуерен ускорител за криптиране и декриптиране на данните.

Устройството от самото начало е проектирано като модулно. Благодарение на специфичния хардуерен интерфейс няколко от новите платки Kapoho Point могат да бъдат поставени една над друга, като е възможно по тази начин да бъдат включени до осем платки. Intel показа устройство с четири Kapoho Point платки, които съвместно предлагат 32 млн. електронни неврона. За връзка с външния свят се използва стандартния Ethernet интерфейс. В самия чип е вграден контролер, който осигурява скорост за обмен на информацията от 1 Gbs (1000BASE-KX) до 10 Gbs (10GBase-KR). Габаритните размери на самата платка не са големи - едва 4х4 инча или 102х102 мм.

За разлика от първото поколение процесори Loihi, достъпът до които бе единствено виртуален, чрез електронен облак, готово сглобените системи с новите платки Kapoho Point вече са доставени на избрани партньори на Intel за тестове и експерименти, като тук вече става дума за съвсем реален хардуер. Първият клиент на Intel по отношение на Loihi II е изследователската лаборатория на военновъздушните сили (AFRL), за която компактността и икономичността на Loihi II са критични.

Едновременно с анонса на Kapoho Point процесорният гигант представи и новата версия на фреймуърка Lava. За разлика от SDK от първо поколение, новата версия е хардуерно независима и с нейна помощ е възможно разработването на невронни мрежи и приложения за тях не само за платформите с процесорите Loihi II, а и с други чипове.