Une puce à un million de neurones programmables conçue sur le procédé de fabrication Intel 4 (7 nm EUV).
Cette semaine, Intel a dévoilé la seconde génération de son processeur neuromorphique Loihi, sobrement baptisé Loihi 2. Il succède à Loihi premier du nom, lancé en 2017. La puce repose sur la gravure Intel 4, qui correspond à une lithographie 7 nm EUV.
Un processeur neuronal s’inspire d’un cerveau biologique ; son fonctionnement est calqué sur celui des synapses. Par rapport à un accélérateur IA conventionnel, cette approche offre deux avantages : la frugalité énergétique et la capacité d’apprentissage “à la volée”. L’une des diapositives ci-dessus met en évidence ces deux caractéristiques en comparant une perruche Calopsitte à un drone : malgré son cerveau de seulement 2,2 grammes et consommant 50 mW, l’oiseau profite de capacités bien supérieures à celles d’un contrôleur GPU / CPU pesant 40 grammes et engloutissant 18 000 mW. La diapositive suivante donne d’autres exemples de cette efficience.
Cerebras peut associer jusqu’à 192 systèmes CS-2, soit 163 millions de cœurs
De 2 à 10 fois supérieure à Loihi 1 selon le type de calculs
La puce Loihi 1, basée sur le nœud 14 nm, embarque 128 000 neurones et 128 millions de synapses synthétiques. Loihi 2 intègre pour sa part 1 million de neurones. Ainsi, sa capacité de traitement s’avère jusqu’à 10 fois plus rapide que Loihi 1 dans certaines applications d’après Intel. De fait, le passage à la lithographie EUV Intel 4 permet 2,3 milliards de transistors sur une surface de 31 mm2 ; or, pour Loihi, ce sont 2,1 milliards sur une surface de 60 mm2. En outre, Loihi 2 promet nettement plus de flexibilité avec des neurones entièrement programmables sur 4096 états. Un réseau sur puce (NoC, network-on-chip) relie jusqu’à 128 cœurs neuromorphiques. Chaque cœur possède 192 Ko de SRAM, soit 25 Mo par puce.
Framework Lava
Pour la partie logiciel, Intel propose le framework Lava “ouvert, modulaire et extensible”. Il doit “permettre aux chercheurs et aux développeurs d’applications de s’appuyer sur les progrès de chacun et de converger vers un ensemble commun d’outils, de méthodes et de bibliothèques”. Par ailleurs, “Lava fonctionne de manière transparente sur des architectures hétérogènes, qu’il s’agisse de processeurs conventionnels ou neuromorphes. Cela permet une exécution multiplateforme et une interopérabilité avec divers cadres d’intelligence artificielle, neuromorphes et robotiques”.
Les membres de l’INRC (Intel Neuromorphic Research Community) peuvent accéder à du matériel Loihi 2 par le biais du cloud Intel. La société proposera un système de test Oheo Gulch à une puce et un système Kapoho Point à huit puces d’ici quelques mois. Enfin, si Loihi 2 reste un “processeur de recherche”, du côté du grand public, les processeurs neuromorphiques ont vocation à être intégrés sous forme de coprocesseurs dans les appareils électroniques pour assister les CPU et les GPU dans certaines charges de travail selon Garrick Orchard, chercheur en informatique neuromorphique au sein de l’Intel Labs.
