Intel在神经拟态前沿研究上不断取得重大突破。
现在，Intel又宣布，迄今规模最大、性能最强的最新神经拟态研究系统“Pohoiki Springs”已准备就绪，可提供1亿个神经元的计算能力，这套基于云的系统可解决更大规模、更复杂的问题。
1亿个神经元是什么概念？一只瓢虫的大脑约有25-50万个神经元，蟑螂大脑约有100万个，斑马鱼大脑约有1000万个，1亿个神经元则相当于一个小型哺乳动物大脑的规模。
Pohoiki Springs是一个数据中心机架式系统，在一个5台标准服务器大小的机箱中，集成了多达768块Loihi神经拟态研究芯片，规模比以往扩展了750倍以上，同时功耗不到500瓦。
Intel Loihi处理器的设计思路来源于人脑，能用比传统处理器快1000倍的速度、高10000倍的效率，处理特定要求的工作负载。
Pohoiki Springs则是扩展Loihi架构的下一步，可用于评估解决AI问题以及一系列计算难题的潜力，与当今最先进的传统计算机相比，拥有超级并行性和异步信号传输能力，可以在明显降低功耗的同时显著提升性能。
Intel强调，这是在向支持更大、更复杂的神经拟态工作负载的道路上迈出的重要一步，为需要实时、动态的数据处理新方法的自主、互联的未来奠定了基础。
不过，Pohoiki Springs等神经拟态系统仍处于研究阶段，其设计目的也并非取代传统的计算系统，而是为研究人员提供一个工具，开发和表征新的神经启发算法，用于实时处理、问题解决、适应和学习。
在自然界中，即使是一些最小的生物也能解决极为困难的计算问题，比如很多昆虫大脑的神经元数目远低于100万个，但它们却能实时视觉跟踪物体、导航和躲避障碍物。
同样，Intel最小的神经拟态系统Kapoho Bay由两个具有262000个神经元的Loihi芯片组成，支持各种实时边缘工作负载，而且多才多艺：实时识别手势、使用新型人造皮肤阅读盲文、使用习得的视觉地标确定方向、学习新的气味模式。
更惊人的是，所有这些功能都只需要消耗数十毫瓦的电能。
迄今为止，这些小规模示例都显示了出极好的可扩展性，而在运行更大规模的问题时，Loihi比传统解决方案更加快速高效，这模仿了自然界中从昆虫大脑到人类大脑的可扩展性。
而就在日前，Intel研究院与美国康奈尔大学的研究人员在《自然-机器智能》（Nature Machine Intelligence）杂志上联合发表了一篇论文，展示了在存在明显噪声和遮盖的情况下，Intel神经拟态研究芯片“Loihi”学习和识别危险化学品的能力。
据介绍，Loihi只需要单一样本，就可以学会识别每一种气味，而且不会破坏它对先前所学气味的记忆，展现出了极其出色的识别准确率。
如果使用传统方法，即便最出色的深度学习方案，要达到与Loihi相同的气味分类准确率，学习每一种气味都需要3000倍以上的训练样本。
Intel研究院神经拟态计算小组高级研究科学家、拥有神经拟态计算博士学位的Nabil Imam介绍说，康奈尔大学负责研究动物的生物嗅觉系统，并测量动物闻到气味时的脑电波活动，然后Intel根据这些电路图与电脉冲，导出一套算法，并将其配置在神经拟态芯片上。
Imam带领团队采用了一个由72个化学传感器活动组成的数据集，可对一个风洞实验中循环的10种气体物质(气味)作出反应。传感器对各种气味的反应被传送至Loihi，由其芯片电路对嗅觉背后的大脑电路进行模拟。
在研究人员的指导下，Loihi已经迅速掌握了10种不同气味的神经表征，其中包括丙酮、氨和甲烷，而且即使有强烈的环境干扰也能准确识别。
而传统烟雾和一氧化碳探测器能使用传感器来探测气味，虽然能探测到空气中的有害分子并发出警报，但无法对各种气味进行区分。
英特尔神经拟态计算实验室高级研究科学家Nabil Imam表示：“我们正在Loihi上开发神经算法，来模拟人类嗅到气味时的大脑运行机制。这项工作堪称神经科学与人工智能技术交叉领域的当代研究典范，并且证实Loihi有望提供重要的感知能力，并惠及各行各业。”
Nabil Imam在位于美国加州圣克拉拉的神经拟态计算实验室中手持一块Loihi神经拟态测试芯片
Intel Loihi神经拟态芯片诞生于2017年9月，脱离传统硅芯片的冯诺依曼计算模型，而是模仿人脑原理的神经拟态计算方式，并且是异步电路，不需要全局时钟信号，而是使用异步脉冲神经网络(SNN)，在特定应用中要比传统CPU速度快最多1000倍，能效高最多10000倍。
Intel Loihi芯片采用14nm工艺制造，集成21亿个晶体管，核心面积60平方毫米，内部集成3个Quark x86 CPU核心、128个神经拟态计算核心、13万个神经元、1.3亿个突触，并有包括Python API在内的编程工具链支持。
Intel宣称，在稀疏编码、图式搜索、路径规划、同时定位和建图(SLAM)、约束满足问题等特定应用中，Loihi要比传统CPU速度快最多1000倍，能效高最多10000倍。
2019年7月，Intel又宣布了代号“Pohoiki Beach”的全新神经拟态系统，包含多达64颗Loihi芯片，集成了1320亿个晶体管，总面积3840平方毫米，拥有800万个神经元、80亿个突触。
从理论上讲，Loihi可以扩展到最多16384颗芯片互连，那就是超过20亿个神经元——人类大脑有大约860亿个神经元。
只不过，Intel不打算真的这么做。
