領(lǐng)先！我國科學(xué)家成功研制全球神經(jīng)元規模最大的類(lèi)腦計算機

我國類(lèi)腦計算技術(shù)發(fā)展迎來(lái)新里程碑。

昨日，全球神經(jīng)元規模最大的類(lèi)腦計算機正式亮相。

該計算機由浙江大學(xué)聯(lián)合之江實(shí)驗室共同研制，是我國首臺基于自主知識產(chǎn)權類(lèi)腦芯片的類(lèi)腦計算機（Darwin Mouse），標志著(zhù)我國類(lèi)腦計算技術(shù)發(fā)展迎來(lái)新里程碑。

國際領(lǐng)先的類(lèi)腦計算機

從發(fā)布會(huì )現場(chǎng)的展示來(lái)看，三臺1.6米高的標準機柜并排而立，黑色的外殼下，并列閃爍的紅色信號燈顯示該計算機正不停運作中。

據研究人員介紹，這臺類(lèi)腦計算機包含792顆由浙江大學(xué)研制的達爾文2代類(lèi)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)元數量規模相當，典型運行功耗只需要350-500瓦。

（動(dòng)圖）

圖 | Darwin Mouse類(lèi)腦計算機

與此同時(shí)，團隊還研制了專(zhuān)用于類(lèi)腦計算機的操作系統——達爾文類(lèi)腦操作系統（DarwinOS），可實(shí)現對類(lèi)腦計算機硬件資源的有效管理與調度，支撐類(lèi)腦計算機的運行與應用。

類(lèi)腦計算機，讓計算機真正像人腦一樣“思考”

什么是類(lèi)腦計算？

研究團隊負責人、浙江大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授潘綱介紹說(shuō)，用硬件及軟件模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的結構與運行機制，構造一種全新的人工智能系統，這種顛覆傳統計算架構的新型計算模式，就是類(lèi)腦計算。

類(lèi)腦計算的特點(diǎn)在于存算一體、事件驅動(dòng)、高度并行等，“類(lèi)腦計算已被看作是解決人工智能等計算難題的重要路徑之一。”

眾所周知，目前的計算機大多用的是馮·諾依曼架構，而隨著(zhù)摩爾定律逐漸失效，在存儲、功耗、智能提升等問(wèn)題上，這一架構帶來(lái)的局限也日益明顯。

人工智能時(shí)代，面對海量增長(cháng)的樣本與數據，馮·諾依曼架構在存儲、功耗等問(wèn)題上正面臨一波壓力，譬如人工智能帶來(lái)的高耗能計算等等。與此同時(shí)，人工智能算法還不能很好地做到舉一反三和自我學(xué)習等高級能力，用潘綱的話(huà)來(lái)說(shuō)，“現在的機器智能離人的智能差得還很遠。”這一切，于智能算法的提升而言，都是需要解決和優(yōu)化的問(wèn)題。

也因此，浙江大學(xué)實(shí)施了“雙腦計劃”，希望借鑒大腦的結構模型和功能機制，將腦科學(xué)的前沿成果應用到人工智能等研究領(lǐng)域，建立引領(lǐng)未來(lái)的新型計算機體系結構。

2015年和2019年，浙江大學(xué)分別研制成功達爾文1代和達爾文2代類(lèi)腦計算芯片，用芯片去模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的結構與功能機制，在圖像、視頻、自然語(yǔ)言的模糊處理中具有優(yōu)勢。

類(lèi)腦操作系統——DarwinOS

強大的硬件，亦需要強大的軟件來(lái)配合。

DarwinOS是專(zhuān)門(mén)面向類(lèi)腦計算機的操作系統，實(shí)現了對異構計算資源的統一調度和管理，為大規模脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )計算任務(wù)提供運行和服務(wù)平臺。

圖 | 研究團隊合影

項目研究骨干呂攀介紹說(shuō)：“目前達爾文類(lèi)腦操作系統的功能任務(wù)切換時(shí)間達微秒級，可支持億級類(lèi)腦硬件資源管理。”

意念打字、協(xié)同抗洪、聽(tīng)歌識曲，這些都是科技人員基于Darwin Mouse類(lèi)腦計算機已經(jīng)實(shí)現的智能任務(wù)。

圖 | 類(lèi)腦計算機應用演示：多機器人協(xié)同抗洪搶險

圖 | 機器人協(xié)同抗洪演示

總結

類(lèi)腦計算機研究的價(jià)值，不僅可以應用于生活中的智能任務(wù)處理，而且可以應用于神經(jīng)科學(xué)的研究，幫助我們解開(kāi)更多人類(lèi)大腦的未解之謎。

不過(guò)，這也會(huì )產(chǎn)生一些新的技術(shù)與人倫上的問(wèn)題。有人擔憂(yōu)，擁有類(lèi)腦系統的機器人，對人類(lèi)是否有威脅？人倫上是否有問(wèn)題？一旦智能機器人涌現，對人類(lèi)是利大于弊還是相反？這問(wèn)題確實(shí)值得思考。

不過(guò)，正如浙江大學(xué)校長(cháng)吳朝暉院士在發(fā)布會(huì )上表示的，人工智能浪潮正加快智能增強時(shí)代的到來(lái)，類(lèi)腦計算機將成為未來(lái)計算的主要形態(tài)和重要平臺。

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