Нейроморфные чипы: Loihi, TrueNorth и другие

20 сентября 2026
Пегас в волне в стиле японской гравюры укиё-э

Нейроморфные процессоры — это аппаратура, спроектированная специально для импульсных сетей. Вместо классической схемы «процессор отдельно, память отдельно» вычисления и память распределены по множеству небольших ядер, моделирующих нейроны и синапсы.

TrueNorth

Исследовательский чип IBM TrueNorth (статья в Science, 2014) содержит около 1 млн нейронов и 256 млн синапсов на 4096 ядрах, около 5,4 млрд транзисторов. В демонстрации многообъектного обнаружения на видео 400×240 при 30 кадр/с чип потреблял порядка 63 мВт.

Мощность TrueNorth в демонстрации Science 2014
Источник: Merolla et al., «A million spiking-neuron integrated circuit…», Science 345(6197), 2014. Значение 63 мВт — из основной статьи для задачи детекции на 400×240@30 fps.

Loihi и Loihi 2

Первый Loihi (Davies et al., IEEE Micro, 2018) — 128 нейроморфных ядер на техпроцессе 14 нм, площадью около 60 мм² и примерно 2,07 млрд транзисторов; на чипе порядка 128–130 тыс. нейронов. Предкремниевые оценки при 0,75 В давали около 1,7 пДж на спайк внутри тайла и минимум 23,6 пДж на синаптическую операцию.

Loihi 2 (краткий технический бриф Intel, 2021) выполнен на процессе Intel 4, занимает около 31 мм², содержит около 2,3 млрд транзисторов, 128 нейроморфных ядер и до 1 млн нейронов / 120 млн синапсов на чип.

Сравнение ёмкости нейронов TrueNorth, Loihi и Loihi 2
Источники: Merolla et al., Science 2014; Davies et al., IEEE Micro 2018; Intel «Loihi 2» technology brief, 2021. Для Loihi указан порядок ~128 тыс. нейронов на чип; для Loihi 2 — верхняя оценка «до 1 млн».

Есть и академические платформы, например SpiNNaker (Манчестерский университет) — массово-параллельная система для крупномасштабного моделирования импульсных сетей.

Общая идея всех этих систем — событийность: вычисления происходят только тогда, когда приходит спайк. Если ничего не происходит, чип почти не тратит энергию. Пока такие процессоры в основном исследовательские, но интерес к ним растёт — особенно для автономных устройств.

← ко всем статьям