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Intel presenta el chip de neuroprocesamiento Loihi 2 y la API Lava para aprendizaje profundo y uso tecnológico avanzado

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Loihi 2 es el chip de investigación neuromórfico de segunda generación de Intel. Es compatible con nuevas clases de algoritmos y aplicaciones inspirados en neurología y, al mismo tiempo, proporciona un procesamiento más rápido, una mayor densidad de recursos y una eficiencia energética mejorada. Fue presentado por Intel en septiembre de 2021. (Crédito: Walden Kirsch / Intel Corporation)

El chip neuromórfico Loihi 2 más nuevo de Intel permite a la empresa «extraer conocimientos de la neurociencia para crear chips que funcionen más como el cerebro biológico». El esfuerzo ayudará a mejorar drásticamente la eficiencia energética a un nivel mucho más alto, así como a acelerar el aprendizaje computativo de manera eficiente en varias aplicaciones de vanguardia, como «reconocimiento de visión, voz y gestos para la recuperación de búsquedas, robótica y problemas de optimización restringida». Estos se pueden encontrar en tecnologías como la piel neuromórfica, los brazos robóticos y la detección olfativa.

Loihi 2 utiliza varios años de experiencia de uso con la versión de primera generación de su predecesor, lo que permite que las tecnologías de proceso y la estructura de diseño asincrónico de Intel avancen más en el futuro.

  • Los avances en Loihi 2 permiten que la arquitectura admita nuevas clases de algoritmos y aplicaciones inspirados en neurología, al tiempo que proporciona un procesamiento hasta 10 veces más rápido, una densidad de recursos hasta 15 veces mayor con hasta 1 millón de neuronas por chip y una eficiencia energética mejorada. Beneficiándose de una estrecha colaboración con el Grupo de Desarrollo de Tecnología de Intel, Loihi 2 se ha fabricado con una versión de preproducción del proceso Intel 4, que subraya la salud y el progreso de Intel 4. El uso de litografía ultravioleta extrema (EUV) en Intel 4 ha simplificado las reglas de diseño de la disposición en comparación con las tecnologías de proceso anteriores. Esto ha hecho posible desarrollar rápidamente Loihi 2.
  • El marco de software Lava aborda la necesidad de un marco de software común en la comunidad de investigación neuromórfica. Como marco abierto, modular y extensible, Lava permitirá a los investigadores y desarrolladores de aplicaciones aprovechar el progreso de los demás y converger en un conjunto común de herramientas, métodos y bibliotecas. Lava se ejecuta sin problemas en arquitecturas heterogéneas en procesadores convencionales y neuromórficos, lo que permite la ejecución multiplataforma y la interoperabilidad con una variedad de marcos de inteligencia artificial, neuromórficos y robóticos. Los desarrolladores pueden comenzar a crear aplicaciones neuromórficas sin acceso a hardware neuromórfico especializado y pueden contribuir a la base del código Lava, incluida la portabilidad para que se ejecute en otras plataformas.

El Dr. Gerd J. Kunde, científico del personal del Laboratorio Nacional de Los Alamos, afirma: «Los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos han estado utilizando la plataforma neuromórfica Loihi para investigar las compensaciones entre la computación cuántica y neuromórfica, así como para implementar el aprendizaje. procesos en el chip. Esta investigación ha demostrado algunas equivalencias interesantes entre las redes neuronales de picos y los enfoques de recocido cuántico para resolver problemas de optimización difíciles. También hemos demostrado que el algoritmo de retropropagación, un bloque de construcción fundamental para el entrenamiento de redes neuronales y que antes se creía que no era implementable en arquitecturas neuromórficas, se puede realizar de manera eficiente en Loihi. Nuestro equipo está emocionado de continuar esta investigación con el chip Loihi 2 de segunda generación «.

Actualmente, Intel ofrece dos sistemas neuromórficos independientes basados ​​en Loihi 2 a través de su nube de investigación neuromórfica en la comunidad de investigación neuromórfica de Intel (INRC). El primero es Oheo Gulch, «un sistema de un solo chip para una evaluación temprana». El segundo es Kapoho Point, «un sistema de ocho chips que estará disponible pronto». La API de Lava está disponible actualmente para descarga gratuita en GitHub. La presentación y los tutoriales sobre Loihi 2 y la API de Lava se mostrarán en el evento de innovación de Intel este octubre.

Loihi 2 y Lava API proporcionarán a los investigadores las herramientas para crear y caracterizar nuevas aplicaciones en neurotecnología para la resolución de problemas, el aprendizaje, la adaptación de soluciones y el procesamiento de fórmulas en tiempo real.

  • Optimización más rápida y general: La mayor capacidad de programación de Loihi 2 permitirá admitir una clase más amplia de problemas de optimización difíciles, incluida la optimización en tiempo real, la planificación y la toma de decisiones desde el borde hasta los sistemas de centro de datos.
  • Nuevos enfoques para el aprendizaje continuo y asociativo: Loihi 2 mejora la compatibilidad con los métodos de aprendizaje avanzados, incluidas las variaciones de retropropagación, el algoritmo de caballo de batalla del aprendizaje profundo. Esto amplía el alcance de la adaptación y los algoritmos de aprendizaje de datos eficientes que pueden ser compatibles con factores de forma de bajo consumo que operan en entornos en línea.
  • Nuevas redes neuronales entrenables mediante aprendizaje profundo: Los modelos de neuronas totalmente programables y los mensajes de picos generalizados en Loihi 2 abren la puerta a una amplia gama de nuevos modelos de redes neuronales que se pueden entrenar en aprendizaje profundo. Las primeras evaluaciones sugieren reducciones de más de 60 veces menos operaciones por inferencia en Loihi 2 en comparación con las redes profundas estándar que se ejecutan en el Loihi original sin pérdida de precisión. Loihi 2 aborda una limitación práctica de Loihi al incorporar interfaces de entrada / salida más rápidas, más flexibles y más estándar. Los chips Loihi 2 admitirán interfaces Ethernet, integración sin pegamento con una gama más amplia de sensores de visión basados ​​en eventos y redes de malla más grandes de chips Loihi 2.
  • Integración perfecta con sistemas robóticos del mundo real, procesadores convencionales y sensores novedosos: Loihi 2 aborda una limitación práctica de Loihi al incorporar interfaces de entrada / salida más rápidas, más flexibles y más estándar. Los chips Loihi 2 admitirán interfaces Ethernet, integración sin pegamento con una gama más amplia de sensores de visión basados ​​en eventos y redes de malla más grandes de chips Loihi 2.

Para obtener más información sobre los chips de procesamiento neuromórfico Loihi 2 y la API de Lava, este informe técnico sobre los nuevos avances con Loihi 2 y Lava API se explicará con más detalle.

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