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In der Weiterentwicklung der neuromorphen Systeme hat Intel einen weiteren Meilenstein erreicht und das bisher größte zusammenhängende System gebaut. Das als Hala Point bezeichnete System basiert auf dem Loihi 2, von denen sich insgesamt 1.152 in einem 6U-Rack befinden.
Ein Loihi 2 besteht aus insgesamt 1.048.576 Neuronen, wobei jeweils 8.192 Neuronen in einem Neuromorphic Core zusammengefasst sind. Aus 1.152 Loihi 2 ergeben sich demnach 1,2 Milliarden Neuronen, die hier zusammenarbeiten. Die Leistungsaufnahme von Hala Point liegt bei gerade einmal 2.600 W. Die neuromorphe Rechenleistung von Hala Point entspricht in etwa dem Gehirn einer Eule. Für Nebenberechnungen stehen zudem 2.304 klassische x86-Kerne bereit.
Die Rechenleistung der neuromorphen Kerne, bzw. Neuronen sind aber auch auf eine gewisse Kommunikation untereinander angewiesen. So stehen jedem Kern 128 kB an SRAM zur Verfügung, in den Daten geschrieben und daraus gelesen werden müssen. Aggregiert kommt Hala Point auf eine Speicherbandbreite von 16 PB/s, zwischen den Kernen liegt sie bei 11 PB/s und die Chips untereinander können damit mit insgesamt 5,5 PB/s austauschen.
Insgesamt kann das System mehr als 380 Billionen 8-Bit-Operationen pro Sekunde ausführen. Dies entspricht einer Effizienz von 15 TOPS/W. Nimmt man die TOPS-Leistung eines H100-Beschleunigers von NVIDIA, so kommt dieser auf 5,65 TOPS/W – in diesem Bereich bewegen sich auch die effizienteren KI-Beschleuniger wie der Cloud AI 100 von Qualcomm.
Dies ist genau der Punkt des neuromorphen Computings: Deutlich effizienter zu sein. Intel liefert Hala Point nun zunächst an die Sandia National Labs, einer Forschungs- und Entwicklungseinrichtung des US-Energieministeriums. Interessanterweise beschäftigt man sich dort hauptsächlich mit der Entwicklung, Herstellung und dem Testen der nicht-nuklearen Komponenten von Nuklearwaffen.
Loihi 2 wird in Intel 4 gefertigt
Die Fertigung der Loihi-2-Chips fand in einem Pre-Production-Prozess von Intel 4 statt. Mithilfe der Loihi-2-Chips evaluierte Intel die Entwicklung des Fertigungsprozesses, sodass andere Chips, die dann ebenfalls in Intel 4 gefertigt werden sollen, von diesen Erfahrungen profitieren. Die Chipgröße des Loihi 2 liegt bei 31 mm². Der erste Loihi-Chip kam noch auf 60 mm² und wurde in 14 nm gefertigt. Mit 130.000 Neuronen war er aber auch nur 1/10 so komplex. Intel erreicht von 14 auf 7 nm also eine Skalierung um den Faktor 1,9.
Ein direkter Vergleich in der Funktionsweise zu einem Prozessor ist schwierig. Anstatt zahlreicher paralleler Recheneinheiten gibt es eine asynchrone Pipeline, die Neuronen, die über sogenannte Spikes ihre Informationen weitergeben. Während es bei Loihi binäre Spikes war, können bei Loihi 2 die Spikes auch Amplituden ausgeben, bzw. werden von den benachbarten Neuronen erkannt und entsprechend verarbeitet. Damit steigt der Informationsgehalt der Spikes durch eine Gewichtung über die Amplitude natürlich deutlich an.
Weitere Informationen zu Loihi 2 finden sich im Artikel zur damaligen Ankündigung.