零的突破！中國新型類腦計算芯片首登《自然》封面

清華大學(xué)施路平團(tuán)隊近日發(fā)布研究成果——類腦計算芯片“天機(jī)芯”。該芯片是世界首款異構(gòu)融合類腦芯片，也是世界上第一個既可支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又可支持人工神經(jīng)網(wǎng)路的人工智能芯片。目前，該成果已在《自然》雜志作為封面文章發(fā)表，實(shí)現(xiàn)了中國在芯片和人工智能兩大領(lǐng)域《自然》論文零的突破。

據(jù)介紹，當(dāng)前，人工智能芯片代表性工作可概括為兩個主流方向：深度學(xué)習(xí)加速器 (支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)) 和類腦芯片(主要支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))。由于算法和模型的差別，當(dāng)前人工智能芯片均只支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，難以發(fā)揮計算機(jī)和神經(jīng)科學(xué)兩個領(lǐng)域的交叉優(yōu)勢。天機(jī)芯片則通過資源復(fù)用，只需百分之三的額外面積開銷即可同時運(yùn)行計算機(jī)科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)導(dǎo)向的絕大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的混合建模，形成時空域協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)，發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢，既能降低能耗，提高速度，又能保持高準(zhǔn)確度。

2015年，施路平團(tuán)隊設(shè)計出第一代“天機(jī)芯”，經(jīng)不斷改進(jìn)設(shè)計，2017年第二代“天機(jī)芯”問世。相比于當(dāng)前世界先進(jìn)的IBM的TrueNorth 芯片，2017年流片成功的第二代“天機(jī)芯”密度提升20%，速度提高至少10倍，帶寬提高至少100倍，靈活性和擴(kuò)展性更好。

施路平介紹，早在2012年，清華大學(xué)就瞄準(zhǔn)未來人工智能發(fā)展的前沿，通過人才引進(jìn)布局類腦計算。2014年清華大學(xué)依托精儀系成立了聯(lián)合了七個院系的類腦計算研究中心，施路平為類腦計算研究中心主任?；谧灾餮邪l(fā)的天機(jī)芯片，類腦計算中心還研制出第一代類腦計算軟件工具鏈，可支持從機(jī)器學(xué)習(xí)編程平臺到“天機(jī)芯”的自動映射和編譯，開發(fā)出第一代類腦計算系統(tǒng)，并利用類腦自動行駛自行車建立一個異構(gòu)可擴(kuò)展人工通用智能開發(fā)演示平臺，利用一塊天機(jī)芯片展示了自行車的自平衡、動態(tài)感知、目標(biāo)探測、跟蹤、自動避障、過障、語音理解、自主決策等功能。

（封面圖片來自攝圖網(wǎng)）