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中國新型類腦計(jì)算芯片首登《自然》封面
發(fā)布時(shí)間：2019-08-02 17:02:22
清華大學(xué)施路平團(tuán)隊(duì)近日發(fā)布研究成果——類腦計(jì)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(gè)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。
清華大學(xué)施路平團(tuán)隊(duì)近日發(fā)布研究成果——類腦計(jì)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(gè)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。
01 在人工智能芯片兩大主流方向外，找到獨(dú)特的“第三條路”
據(jù)介紹，當(dāng)前，人工智能芯片發(fā)展有兩大主流方向：支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)加速器和支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的類腦芯片。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(jì)算機(jī)和神經(jīng)科學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的交叉優(yōu)勢。
天機(jī)芯片通過資源復(fù)用，只需百分之三的額外面積開銷即可同時(shí)運(yùn)行計(jì)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(shí)空域協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)，發(fā)揮它們各自優(yōu)勢，降低能耗，提高速度，同時(shí)保持高準(zhǔn)確度。
“最大的挑戰(zhàn)在于深度和高效的融合。兩個(gè)方向基于不同的計(jì)算原理，存儲(chǔ)和處理架構(gòu)完全不同，而深度融合，建立異構(gòu)混合模型不是簡單地將二者拼在一起，需要專門的轉(zhuǎn)換單元?！眻F(tuán)隊(duì)成員鄧?yán)诮榻B。
施路平介紹，成果的取得離不開清華大學(xué)的前瞻布局，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(jì)算。2014年清華大學(xué)依托精儀系成立了聯(lián)合了七個(gè)院系的類腦計(jì)算研究中心，施路平為類腦計(jì)算研究中心主任，這為日后的跨學(xué)科融合研究提供了基礎(chǔ)。
02 聚焦類腦計(jì)算，賦能人工通用智能
現(xiàn)階段，發(fā)展人工通用智能的方法主要有兩種：一種是以神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，盡量模擬人類大腦；另一種是以計(jì)算機(jī)科學(xué)為導(dǎo)向，讓計(jì)算機(jī)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法。但由于兩套系統(tǒng)使用的平臺各不相同且互不兼容，極大地限制了人工通用智能的發(fā)展?！拔覀儓?jiān)信融合這兩種方法，一定能為人工通用智能的發(fā)展提供新的思路”，施路平和他的團(tuán)隊(duì)一直秉持著這樣的理念。
因此，基于自主研發(fā)的天機(jī)芯片，類腦計(jì)算中心研制出了第一代類腦計(jì)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(dòng)映射和編譯，開發(fā)出第一代類腦計(jì)算系統(tǒng)，并利用類腦自動(dòng)行駛自行車建立一個(gè)異構(gòu)可擴(kuò)展人工通用智能開發(fā)演示平臺，借助一塊天機(jī)芯片展示了無人自行車的自平衡、動(dòng)態(tài)感知、目標(biāo)探測、跟蹤、自動(dòng)避障、過障、語音理解、自主決策等功能。新型芯片將現(xiàn)有的兩條技術(shù)路徑融合起來，有望提升各個(gè)系統(tǒng)的能力，促進(jìn)人工通用智能的發(fā)展。
現(xiàn)今，清華大學(xué)類腦計(jì)算研究中心已利用知識產(chǎn)權(quán)孵化了北京靈汐科技有限公司，靈汐已經(jīng)成為國內(nèi)類腦計(jì)算芯片和系統(tǒng)高新技術(shù)企業(yè)。施路平教授表示，中心的愿景是引領(lǐng)類腦計(jì)算發(fā)展，培養(yǎng)類腦計(jì)算一流人才，爭取使我國在類腦計(jì)算領(lǐng)域走在世界前列，進(jìn)而推動(dòng)國家人工通用智能發(fā)展，并賦能其他行業(yè)的全面發(fā)展。
“堅(jiān)持試錯(cuò)，堅(jiān)持通過計(jì)算模型、架構(gòu)、芯片、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)及系統(tǒng)和技術(shù)迭代發(fā)展不斷推動(dòng)人工通用智能向前發(fā)展”，談及未來研究計(jì)劃，施路平教授說道。
來源： 網(wǎng)易智能
