原標題：重磅！美國科技巨頭宣布！計算機終于有了“嗅覺”了！

人類大腦由 860 億個互相連接的神經元組成。科學家們希望在芯片中也能盡可能多的復制這種連接。

剛剛，美國科技巨頭英特爾宣布推出其最新神經擬態系統 Pohoiki Springs，首次將計算能力擴展到了 1 億個，將 Loihi 的神經容量增加到一個小型哺乳動物大腦的大小。(1只瓢蟲的大腦大約有25萬到50萬神經元，蟑螂大腦約有100萬神經元，斑馬魚大腦約有1000萬神經元。)

英特爾將神經擬態研究系統擴展至1億個神經元

3月19日，英特爾宣布其最新的神經擬態研究系統Pohoiki Springs已準備就緒，將提供1億個神經元的計算能力。英特爾表示，將向包括美國哈佛大學、康奈爾大學等在內的英特爾神經擬態研究社區(INRC)的成員提供這一基于云的系統，以擴展其神經擬態工作來解決更大規模且更復雜的問題。

神經擬態計算是英特爾為應對計算領域非結構化、有噪聲數據日益增加等挑戰而研發的新的計算機架構。其目標是應用神經科學的最新見解，來創造作用方式更類似于人腦的芯片而非傳統計算機的芯片。神經擬態系統在硬件層面上復制了神經元組織、通信和學習方式。英特爾認為其神經擬態研究芯片Loihi和未來的神經擬態處理器將定義一種新的可編程計算模式，可以滿足世界對普及型智能設備日益增長的需求。

英特爾神經擬態計算實驗室主任Mike Davies介紹稱：“Pohoiki Springs將Loihi神經擬態研究芯片擴展了750倍以上，同時以低于500瓦的功率運行。當前，一些工作負載在傳統架構上運行緩慢。而Pohoiki Springs系統則讓我們的研究合作伙伴能夠探索加速處理這些工作負載的方法。”

Pohoiki Springs是一個數據中心機架式系統，是英特爾迄今為止開發的最大規模的神經擬態計算系統。它將768塊Loihi神經擬態研究芯片集成在5臺標準服務器大小的機箱中。

圖丨 Pohoiki Springs(來源：英特爾)

數據中心機架式系統Pohoiki Springs

Loihi處理器的設計思路來源于人腦。與大腦一樣，Loihi能用比傳統處理器快1000倍的速度和高10000倍的效率處理特定要求的工作負載。而Pohoiki Springs則是擴展Loihi架構的下一步，可用于評估其解決人工智能(AI)問題以及一系列計算難題的潛力。英特爾研究人員認為，與當今先進的傳統計算機相比，神經擬態系統擁有超級并行性和異步信號傳輸能力，可在降低功耗的同時提升性能。

據介紹，Pohoiki Springs擁有1億個神經元，它將Loihi的神經容量增加到一個小型哺乳動物大腦的大小。而這是向支持更大、更復雜的神經擬態工作負載的道路上邁出的重要一步。該系統為需要實時、動態的數據處理新方法的自主、互聯的未來奠定了基礎。

英特爾方面表示，目前Pohoiki Springs等神經擬態系統仍處于研究階段，其設計目的并非取代傳統的計算系統，而是為研究人員提供一個工具來開發和表征新的神經啟發算法，用于實時處理、問題解決、適應和學習。INRC成員將使用英特爾Nx SDK和社區貢獻的軟件組件，通過云訪問在Pohoiki Springs上構建應用程序。(科學網)

Intel神經擬態芯片有了“嗅覺”：準確率3000倍于傳統方法

Intel研究院與美國康奈爾大學的研究人員在《自然-機器智能》(Nature Machine Intelligence)雜志上聯合發表了一篇論文，展示了在存在明顯噪聲和遮蓋的情況下，Intel神經擬態研究芯片“Loihi”學習和識別危險化學品的能力。

據介紹，Loihi只需要單一樣本，就可以學會識別每一種氣味，而且不會破壞它對先前所學氣味的記憶，展現出了極其出色的識別準確率。

如果使用傳統方法，即便最出色的深度學習方案，要達到與Loihi相同的氣味分類準確率，學習每一種氣味都需要3000倍以上的訓練樣本。

Intel神經擬態研究芯片Loihi

Intel研究院神經擬態計算小組高級研究科學家、擁有神經擬態計算博士學位的Nabil Imam介紹說，康奈爾大學負責研究動物的生物嗅覺系統，并測量動物聞到氣味時的腦電波活動，然后Intel根據這些電路圖與電脈沖，導出一套算法，并將其配置在神經擬態芯片上。

Imam帶領團隊采用了一個由72個化學傳感器活動組成的數據集，可對一個風洞實驗中循環的10種氣體物質(氣味)作出反應。傳感器對各種氣味的反應被傳送至Loihi，由其芯片電路對嗅覺背后的大腦電路進行模擬。

在研究人員的指導下，Loihi已經迅速掌握了10種不同氣味的神經表征，其中包括丙酮、氨和甲烷，而且即使有強烈的環境干擾也能準確識別。

而傳統煙霧和一氧化碳探測器能使用傳感器來探測氣味，雖然能探測到空氣中的有害分子并發出警報，但無法對各種氣味進行區分。

英特爾神經擬態計算實驗室高級研究科學家Nabil Imam表示：“我們正在Loihi上開發神經算法，來模擬人類嗅到氣味時的大腦運行機制。這項工作堪稱神經科學與人工智能技術交叉領域的當代研究典范，并且證實Loihi有望提供重要的感知能力，并惠及各行各業。”

Nabil Imam在位于美國加州圣克拉拉的神經擬態計算實驗室中手持一塊Loihi神經擬態測試芯片

Intel Loihi神經擬態芯片誕生于2017年9月，脫離傳統硅芯片的馮諾依曼計算模型，而是模仿人腦原理的神經擬態計算方式，并且是異步電路，不需要全局時鐘信號，而是使用異步脈沖神經網絡(SNN)，在特定應用中要比傳統CPU速度快最多1000倍，能效高最多10000倍。

2019年7月，Intel又宣布了代號“Pohoiki Beach”的全新神經擬態系統，包含多達64顆Loihi芯片，集成了1320億個晶體管，總面積3840平方毫米，擁有800萬個神經元、80億個突觸。

從理論上講，Loihi可以擴展到最多16384顆芯片互連，那就是超過20億個神經元——人類大腦有大約860億個神經元。(快科技)返回搜狐，查看更多

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總結

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