科技發(fā)展日新月異，各行各業(yè)都在努力顛覆過去的慣例，連芯片行業(yè)也不例外。CPU處理器的龍頭老大英特爾公司最近公布了一款研制中的芯片原型，其設(shè)計靈感正是人類自己的大腦，還具有自主學(xué)習(xí)能力。在競爭激烈的市場中，英特爾是想搶在別人革命之前，先革自己的命嗎？這款芯片是否AI軟件的未來助力？本文編譯自wired的原題為“INTEL’SNEWCHIPDESIGNTAKESPOINTERSFROMYOURBRAIN”的文章。

當(dāng)你猜測其他人的情緒狀態(tài)時，你大腦中的神經(jīng)元就會交換信息，如果此時進(jìn)行監(jiān)測，我們就會觀察到腦中出現(xiàn)一陣活躍的腦電波。英特爾的研究者最近也讓他們新的雛形芯片Loihi挑戰(zhàn)這項任務(wù)，嘗試解讀人類情緒。這個芯片也有幾千個硅“神經(jīng)元”。這些硅神經(jīng)元跟人類的神經(jīng)元類似，能夠調(diào)整相互之間的連接，以適應(yīng)新任務(wù)的需要。

英特爾的新芯片，與夏威夷的一座海底火山Loihi同名，跟人類的大腦還不是太相像。但是這款芯片和一般的處理器很不同。英特爾認(rèn)為，這種處理器的連接方式未來可以用于制造更智能的汽車、照相機(jī)和機(jī)器人身上，讓這些機(jī)器和設(shè)備無需聯(lián)網(wǎng)或連接到云端。無需聯(lián)網(wǎng)，就意味著用戶無需等待數(shù)據(jù)從網(wǎng)上傳送到設(shè)備上，并且?guī)砹擞脩羲矫苄缘膬?yōu)勢。

英特爾的研究人員表示，測試顯示這種受大腦啟發(fā)的神經(jīng)元形態(tài)設(shè)計能夠解讀視頻中人類情緒，而使用的能量警示傳統(tǒng)芯片的千分之一。再加上Loihi遇到新數(shù)據(jù)時自主學(xué)習(xí)的能力，研究人員認(rèn)為這是機(jī)器在變化的現(xiàn)實世界中能夠穩(wěn)定工作的基礎(chǔ)。英特爾研究部門的經(jīng)理MichaelMayberry說，

“我們正在努力讓芯片理解自然環(huán)境中發(fā)生的事物。”

Loihi目前仍是處于研究中的項目。但是Mayberry認(rèn)為，Loihi的第一款完整版芯片將于11月制造完成，指甲蓋大小的面積上將帶有13萬個神經(jīng)元。2018年，有些學(xué)術(shù)和研究機(jī)構(gòu)將開始使用這款芯片。英特爾還做了兩個較小的芯片雛形，目前正在對完整的芯片做測試。Mayberry預(yù)計，如果Loihi引起很大關(guān)注的話，也還需要至少兩年，甚至在更久之后才能上市。

Loihi芯片是英特爾邁出的新步伐，旨在趁AI風(fēng)潮，為公司增長添動力。去年，英特爾收購了兩家芯片公司Nervana和Movidius，這兩家公司制作的芯片能夠促進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺的發(fā)展。今年3月，英特爾又收購了以色列公司Mobileye。Mobileye專做自動駕駛汽車中使用的相機(jī)和芯片。英特爾很需要帶來新增長的子公司，因為個人電腦市場增長停滯，這對于這個市場的龍頭英特爾無疑是個危機(jī)。而英特爾也放棄了打入移動設(shè)備處理器市場。

英特爾收購的這些AI創(chuàng)業(yè)公司主營的是加速人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的芯片。這項技術(shù)是打敗世界圍棋冠軍的谷歌機(jī)器人AlphaGo背后的核心技術(shù)。而且，這項技術(shù)中的神經(jīng)元還能共同工作以篩選數(shù)據(jù)。而英特爾現(xiàn)有的技術(shù)能通過傳統(tǒng)的芯片設(shè)計來為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展加速，這跟谷歌、微軟和蘋果的AI芯片作用是一樣的。

AI的崛起迫使谷歌和微軟開始自己制造芯片。但英特爾的Loihi與傳統(tǒng)芯片不同，因為Loihi對神經(jīng)元的粗略模仿是與硬件設(shè)計融為一體的。Loihi的設(shè)計與當(dāng)今使用的一般電腦芯片原理完全不同。在傳統(tǒng)的芯片中，數(shù)據(jù)一般在處理器和單獨的存儲器中來來回回。而Loihi的神經(jīng)元之間的連接是可調(diào)整的，這就使得神經(jīng)元本身既是處理器又是存儲器，于是便節(jié)省了數(shù)據(jù)“穿行”于處理器和存儲器之間的時間。芯片“神經(jīng)元”之間的連接類似人類神經(jīng)突觸，隨著使用時間的增加，會根據(jù)其活動規(guī)律進(jìn)行調(diào)整，模仿了人類大腦的學(xué)習(xí)機(jī)制。對芯片學(xué)習(xí)能力的測試包括，讓芯片看人做二頭肌彎舉的視頻，看看芯片是否能識別出新視頻中同樣的動作。

英特爾并非首家從人類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中找靈感來設(shè)計芯片的公司。IBM已經(jīng)建造了兩代的神經(jīng)形態(tài)處理器。但是這兩款芯片無法像英特爾的Loihi那樣能學(xué)習(xí)接收的數(shù)據(jù)。IBM的處理器背后助推手是五角大樓的研究機(jī)構(gòu)——美國國防部高級研究計劃局，他們寄希望于IBM，以求設(shè)計出戰(zhàn)場上能自動分析無人機(jī)錄下的視頻腳本。IBM與兩個實驗室簽下協(xié)議，要用其芯片來建造研究系統(tǒng)。但是IBM的芯片目前沒有投入商用。

有些領(lǐng)先的AI研究者，包括Facebook的YannLeCun，對神經(jīng)形態(tài)芯片提出質(zhì)疑。他們提到，硅神經(jīng)元的有效性還沒有得到證明，他們也許還不如那些基于傳統(tǒng)芯片的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件來的靈活或強(qiáng)大。

英特爾的研究者M(jìn)ayberry說，Loihi芯片學(xué)習(xí)的方式讓它比之前的系統(tǒng)適應(yīng)性更強(qiáng)。Mayberry的項目進(jìn)行的時間也對其進(jìn)展很有優(yōu)勢。

目前，制造和使用為AI軟件專門打造的芯片是一股熱潮。這表明，很多公司已經(jīng)不滿足于傳統(tǒng)芯片技術(shù)的進(jìn)步。“這些公司都意識到，AI軟件應(yīng)該使用專門為其設(shè)計的芯片，這樣才合理。”佐治亞理工學(xué)院的助理教授TusharKrishna說道。他提及，摩爾定律可能會日漸衰落。摩爾定律是由英特爾（Intel）名譽董事長戈登·摩爾（GordonMoore）經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)得來的。摩爾定律是指IC上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。曾經(jīng)這個定律深入人心，大家都認(rèn)為中央處理器的表現(xiàn)會越來越好，這也是很多公司保持開放心態(tài)，持續(xù)創(chuàng)新。雖然受人類大腦啟發(fā)而設(shè)計的神經(jīng)形態(tài)芯片的功能距離它獲得證明和認(rèn)可還有很長時間，但是它已經(jīng)蓄勢待發(fā)，讓我們拭目以待。