自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)類腦芯片的類腦計(jì)算機(jī)研制成功
近日，浙江大學(xué)聯(lián)合之江實(shí)驗(yàn)室，共同研制成功了我國(guó)首臺(tái)基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)類腦芯片的類腦計(jì)算機(jī)。
這臺(tái)類腦計(jì)算機(jī)包含792顆浙江大學(xué)研制的達(dá)爾文2代類腦芯片，支持1.2億脈沖神經(jīng)元、近千億神經(jīng)突觸，與小鼠大腦神經(jīng)元數(shù)量規(guī)模相當(dāng)，典型運(yùn)行功耗只需要350~500瓦，同時(shí)它也是目前國(guó)際上神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計(jì)算機(jī)。
與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還研制了專門面向類腦計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)——達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)類腦計(jì)算機(jī)硬件資源的有效管理與調(diào)度，支撐類腦計(jì)算機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用。
研究者應(yīng)用類腦計(jì)算機(jī)演示多機(jī)器人協(xié)同抗洪搶險(xiǎn)。浙江大學(xué)供圖 近年來，浙江大學(xué)聚焦人類智能與機(jī)器智能等核心領(lǐng)域，實(shí)施了簡(jiǎn)稱為“雙腦計(jì)劃”的腦科學(xué)與人工智能會(huì)聚研究計(jì)劃，希望借鑒腦的結(jié)構(gòu)模型和功能機(jī)制，將腦科學(xué)的前沿成果應(yīng)用到人工智能等研究領(lǐng)域，建立引領(lǐng)未來的新型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
這次的成果是將792顆我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的達(dá)爾文2代類腦計(jì)算芯片集成在3臺(tái)1.6米高的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)箱中，形成了一臺(tái)強(qiáng)大的機(jī)架式類腦計(jì)算機(jī)。
項(xiàng)目研究骨干馬德說，大腦神經(jīng)元的工作機(jī)理是鉀離子鈉離子的流入流出導(dǎo)致細(xì)胞膜電壓變化，從而傳遞信息，“可以簡(jiǎn)單理解為，一個(gè)神經(jīng)元接受輸入脈沖，導(dǎo)致細(xì)胞體的膜電壓升高，當(dāng)膜電壓達(dá)到特定閾值時(shí)，會(huì)發(fā)出一個(gè)輸出脈沖到軸突，并通過突觸傳遞到后續(xù)神經(jīng)元從而改變其膜電壓，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。”
類腦芯片的工作原理就類似于生物的神經(jīng)元行為，通過脈沖傳遞信號(hào)，這樣就能實(shí)現(xiàn)高度并行，效率提升。
此外，科研人員專門研發(fā)了一個(gè)面向類腦計(jì)算機(jī)的達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)異構(gòu)計(jì)算資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理，為大規(guī)模脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算任務(wù)提供運(yùn)行和服務(wù)平臺(tái)。
目前達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)的功能任務(wù)切換時(shí)間達(dá)微秒級(jí)，可支持億級(jí)類腦硬件資源管理。
科學(xué)家們表示，隨著達(dá)爾文芯片及其他硬件的不斷迭代升級(jí)，體積縮小指日可待。未來類腦計(jì)算機(jī)或?qū)⒅踩胧謾C(jī)、機(jī)器人，產(chǎn)生新的智能服務(wù)體驗(yàn)。