Pohoiki Beach: нейроморфная система из 8 млн нейронов
В последние годы бурно развивается машинное обучение на базе искусственных нейросетей, однако в качестве аппаратной платформы для них обычно используются вполне традиционные процессоры и видеокарты. С 2015 года ASIC (интегральные схемы специального назначения), а конкретно тензорные процессоры (TPU), в своих дата-центрах стала использовать Google, а в 2017 Intel анонсировала нейроморфный процессор Loihi. И вот сегодня Intel объявила о предоставлении доступа научного сообщества (в лице 60 партнеров Intel) к своему очередному детищу.
Речь идет о нейроморфной (воссоздающей искусственную нейросеть на аппаратном уровне) системе под названием Pohoiki Beach, состоящей из 64 процессоров Loihi. Она основана на принципах устройства биологического мозга и содержит в общей сложности 8 млн искусственных нейронов.
В ряде специальных задач, таких как разреженное кодирование, поиск на графе и задача удовлетворения ограничений, скорость Loihi, по сравнению с традиционным процессором, выше в 1000 раз, а эффективность (вероятно производительность на единицу потребляемой энергии) — в 10,000 раз. А вот какие данные из практического опыта приводит один из партнеров Intel, со-учредитель компании Applied Brain Research, профессор Университета Ватерлоо (Канада):
- в бенчмарке глубокого обучения в режиме реального времени по сравнению с ГПУ энергопотребление сократилось в 109 раз, а по сравнению со специализированным процессором для Интернета вещей (IoT) — в 5 раз;
- при масштабировании системы в 50 раз энергопотребление Pohoiki Beach увеличилось всего на 30%, тогда как с использованием специализированного процессора для IoT — в 6 раз (что не позволило применять последний в режиме реального времени).
Другой партнер Intel, профессор Ратгерского университа, сообщает про в 100 раз более низкое энергопотребление (по сравнению с традиционным процессором) в методе одновременной локализации и построения карты (SLAM). По словам ученого, процессор Loihi позволил его команде реализовать импульсную (спайковую) нейросеть, которая имитирует структуру и работу биологического мозга.
Область применения созданной в Intel нейроморфной системы будет охватывать такие направления как беспилотные автомобили, умные дома, кибербезопасность, робототехника и даже адаптация протезированных конечностей (посредством визуального отслеживания их моторики).
К концу этого года Intel обещает представить систему, масштабированную до 100 млн нейронов — Pohoiki Springs. Для сравнения, человеческий мозг содержит в среднем до 95 млрд нейронов, т.е. в 1000 раз больше. Это конечно не означает, что еще через несколько лет, с увеличением нейроморфных систем до масштабов мозга, будет создан искусственный разум — пока эта идея не реализована даже на концептуальном уровне. Но как в вольном пересказе гласит один из законов диалектики, вполне согласующийся с опытом, накопление определенных количественных изменений со временем приводит к изменению параллельно существующих качеств. В этом смысле не исключено, что именно быстрый рост производительности нейроморфных систем станет предпосылкой для решения одной из главных научно-инженерных задач этого столетия.