近日，浙江大學聯(lián)合之江實驗室共同研制成功了我國首臺類腦計算機(Darwin Mouse)，該計算機采用自主知識產(chǎn)權(quán)的類腦芯片，實現(xiàn)了與小鼠大腦相當?shù)纳窠?jīng)元數(shù)目。

據(jù)介紹，這臺類腦計算機包含792顆浙江大學研制的達爾文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，典型運行功耗只需要350-500瓦，同時它也是目前國際上神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計算機。

與此同時，團隊還研制了專門面向類腦計算機的操作系統(tǒng)——達爾文類腦操作系統(tǒng)(DarwinOS)，實現(xiàn)對類腦計算機硬件資源的有效管理與調(diào)度，支撐類腦計算機的運行與應用。

類腦計算機與傳統(tǒng)計算機有何不同?

據(jù)了解，我們目前所使用的傳統(tǒng)計算機是基于馮·諾依曼架構(gòu)，該架構(gòu)在數(shù)值計算上有優(yōu)勢，它是以數(shù)字加減乘除的方式來進行信息架構(gòu)。

但這種架構(gòu)面臨數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能算法時就力不從心了，這種架構(gòu)制約了以大數(shù)據(jù)為代表的的計算性能提升。

如何突破現(xiàn)有計算運行方式導致的計算機瓶頸?這需要一種全新的計算架構(gòu)。

浙江大學研制成功達爾文1代和達爾文2代類腦計算芯片，用芯片去模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)與功能機制，在圖像、視頻、自然語言的模糊處理中具有優(yōu)勢。神經(jīng)元在傳遞信息時重要的一點是異步運行，也就是信號來的時候啟動，沒有信號就不運行。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，這樣就能實現(xiàn)高度并行，效率提升。

軟硬結(jié)合，擁有腦一樣“思考”的能力

為了發(fā)揮類腦芯片的強大性能，還得有軟件配合。為此，科研人員專門研發(fā)了一個面向類腦計算機的類腦操作系統(tǒng)——DarwinOS。

這款達爾文類腦操作系統(tǒng)面向馮·諾依曼架構(gòu)與神經(jīng)擬態(tài)架構(gòu)的混合計算架構(gòu)，實現(xiàn)了對異構(gòu)計算資源的統(tǒng)一調(diào)度和管理，為大規(guī)模脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡計算任務提供運行和服務平臺。

在強大的軟硬件共同支持下，這臺類腦計算機可以實現(xiàn)多種智能任務，據(jù)了解，這臺計算機已經(jīng)在抗洪搶險場景中，作為智能中樞派上用場，可以協(xié)同多個機器人工作，例如語音識別、目標檢測、路徑規(guī)劃等，就像一個抗洪總指揮一樣。

下一步，類腦計算機將如何“進化”?

雖然這臺Darwin Mouse類腦計算機看起來已經(jīng)非常強大，但它仍處于類腦計算研究的初級階段，無論從規(guī)模還是智能化程度上都與真正的人類大腦還有很大的差距，但這臺國產(chǎn)化基于自主研發(fā)芯片實現(xiàn)的類腦計算機為研究人員提供一個工具和平臺，從而加速這一領域的算法驗證、應用開發(fā)、穩(wěn)定性提升等各項研究工作。

21ic 王麗英整理