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中国首台自主知识产权亿级神经元类脑计算机问世

来源:中国科学报 作者:崔雪芹 时间:2020-09-02 阅读:

9月2日,近日浙江大学联合之江实验室,共同研制成功了我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑计算机。

这台类脑计算机包含792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片,支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触,与小鼠大脑神经元数量规模相当,典型运行功耗只需要350~500瓦,同时它也是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机。

据介绍,类脑计算指用硬件及软件模拟大脑神经网络的结构与运行机制,构造一种全新的人工智能系统。这是一种颠覆传统计算架构的新型计算模式,被视为解决人工智能等领域计算难题的重要路径之一。类脑计算机工作原理类似于生物的神经元行为,信号来时启动,没有信号就不运行,相较于传统计算机能降低能耗、提升效率。

与此同时,团队还研制了专门面向类脑计算机的操作系统——达尔文类脑操作系统,实现对类脑计算机硬件资源的有效管理与调度,支撑类脑计算机的运行与应用。

研究者应用类脑计算机演示多机器人协同抗洪抢险。浙江大学供图

近年来,浙江大学聚焦人类智能与机器智能等核心领域,实施了简称为“双脑计划”的脑科学与人工智能会聚研究计划,希望借鉴脑的结构模型和功能机制,将脑科学的前沿成果应用到人工智能等研究领域,建立引领未来的新型计算机体系结构。

这次的成果是将792颗我国自主知识产权的达尔文2代类脑计算芯片集成在3台1.6米高的标准服务器机箱中,形成了一台强大的机架式类脑计算机。

项目研究骨干马德说,大脑神经元的工作机理是钾离子钠离子的流入流出导致细胞膜电压变化,从而传递信息,“可以简单理解为,一个神经元接受输入脉冲,导致细胞体的膜电压升高,当膜电压达到特定阈值时,会发出一个输出脉冲到轴突,并通过突触传递到后续神经元从而改变其膜电压,实现信息的传递。”

类脑芯片的工作原理就类似于生物的神经元行为,通过脉冲传递信号,这样就能实现高度并行,效率提升。

此外,科研人员专门研发了一个面向类脑计算机的达尔文类脑操作系统,实现了对异构计算资源的统一调度和管理,为大规模脉冲神经网络计算任务提供运行和服务平台。

目前达尔文类脑操作系统的功能任务切换时间达微秒级,可支持亿级类脑硬件资源管理。

科学家们表示,随着达尔文芯片及其他硬件的不断迭代升级,体积缩小指日可待。未来类脑计算机或将植入手机、机器人,产生新的智能服务体验。

责任编辑:曼陀罗
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