重大突破！MIT宣布新型神經網路晶元功耗降低95％

【網易智能訊 2月28日消息】神經網路非常強大，但是它們需要大量的能量。麻省理工學院的工程師們現開發出了一種新的晶元，可以將神經網路的功耗降低95%，這也許會使得其可在電池驅動的移動設備上運行。

如今智能手機正變得越來越智能，提供了越來越多的人工智慧服務，如數字助理和實時翻譯。但是，為這些服務進行數據運算的神經網路通常都在雲端，智能手機的數據也是在雲端來回傳輸。

這並不是一種理想的狀態，因為這需要大量的通信帶寬，並且這意味著潛在的敏感數據正在被傳輸並存儲在不受用戶控制的伺服器上。但是，圖形處理器的神經網路正常運行需要大量的能量，這使得在電池電量有限的設備上運行神經網路不切實際。

麻省理工學院的工程師們現在已經設計出了一種晶元，可以大幅降低晶元內存和處理器之間來回傳輸數據的需求，從而降低95%的功耗。神經網路由成千上萬個一層層相互連接的人工神經元組成。每個神經元接收來自其下一層的多個神經元的輸入，並且如果這一組合輸入通過了一個特定的閾值，它就會將輸出傳送到上層的多個神經元上。神經元之間的連接強度是由在訓練期間設定的權重控制的。

這意味著，對於每個神經元，晶元必須檢索特定連接的輸入數據和來自內存的連接權重，將它們相乘，存儲結果，然後在每一次輸入時重複這個過程。這需要大量的數據移動，也因此需要消耗大量的能量。麻省理工學院的新晶元另闢蹊徑，使用模擬電路，在內存中並行計算所有輸入。這大大減少了需要被推進的數據量，並最終能節省大量的能源。這種方法要求連接的權重為二進位而不是一系列的值，但是先前的理論工作表明這不會對晶元的準確性造成太大影響，研究人員發現晶元的結果基本上包括在標準計算機上運行的傳統非二進位神經網路的2%到3%之內。

這並不是研究人員第一次在內存中創建處理數據的晶元，以減少神經網路的功耗，但這是第一次使用這種方法來運行基於圖像的人工智慧應用程序的強大的卷積神經網路。IBM人工智慧副總裁達里奧·吉爾在一份聲明中說：「研究結果顯示，在使用內存陣列進行卷積運算時，它的性能令人印象深刻。它肯定會為未來物聯網的圖像和視頻分類提供更複雜的卷積神經網路。」

然而，不僅僅是研究小組在研究這個問題。讓智能手機、家用電器、各種物聯網設備等設備搭載人工智慧的願望，正驅使著矽谷的大佬們紛紛轉戰低功耗人工智慧晶元。

蘋果已經將其Neural Engine晶元整合到iPhone X中，以增強其面部識別技術等功能。據傳，亞馬遜正在為下一代Echo數字助手開發自己的定製AI晶元。大型晶元公司也越來越傾向於支持像機器學習這樣的高級功能，這也迫使他們讓設備升級，變得更加節能。今年早些時候，ARM公司推出了兩款新晶元:ARM機器學習處理器，這一款晶元主要針對人工智慧任務，從翻譯到面部識別，另一款則是用於檢測圖像中人臉的ARM對象檢測處理器。

高通最新推出的移動晶元驍龍845配備了圖形處理器，並且將人工智慧視為重中之重。該公司還發布了驍龍820E晶元，主要面向的是無人機、機器人和工業設備。從更長遠來說，IBM和英特爾正在開發一種神經形態晶元，其架構是從人類大腦和其驚人的能量效率啟發而來。從理論上講，這可以讓IBM的TrueNorth晶元和英特爾的Loihi晶元僅花費傳統晶元所需要的能量的一小部分，便可運行強大的機器學習，不過在現階段，這兩種技術仍處於高度實驗階段。

讓這些晶元運行與雲計算服務一樣強大的神經網路將是一個巨大的挑戰。但以目前的創新速度來看，離你觸手可及真正的人工智慧的那一天不會太久。

（選自：singularityhub編譯：網易智能 參與：Rosie）

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