科學封面

科學封面(第36期)丨類腦芯片“達爾文2”發布

編輯:葉鑫 來源:學術委員會 時間:2019年08月27日 訪問次數:672  源地址


由浙江大學牽頭研發完成的脈沖神經網絡類腦芯片達爾文
2,以及針對該芯片的工具鏈、微操作系統日前在杭州發布,杭州電子科技大學與華為中央研究院分別參與了芯片研制與算法和應用場景研究工作。該芯片主要面向智慧物聯網應用,單芯片支持的神經元規模達15萬個,在神經元數目上相當于果蠅的神經元數目,該芯片也是國內目前已知單芯片神經元規模最大的脈沖神經網絡類腦芯片。




據了解,達爾文
2采用55納米標準CMOS工藝,單芯片由576個內核組成,每個內核支持256個神經元,神經突觸超過1千萬,通過系統級擴展,可構建千萬級神經元類腦計算系統。

研究團隊骨干浙江大學計算機科學與技術學院、教育部腦與腦機融合前沿科學中心馬德副教授介紹說,類腦芯片是用芯片去模擬大腦神經網絡的結構與功能機制,工作原理類似于生物的神經元行為,在圖像物體識別、視頻音頻理解、自然語言處理等應用上有獨到優勢。

“與傳統芯片相比,類腦芯片對于模糊數據的處理更加擅長,例如一些感知任務,此外低功耗也是很大的一個優勢。在類腦芯片信息傳導過程中,只有接受并處理脈沖的“神經元”才被激活,其他“神經元”則可以處于休眠狀態,功耗可達到很低。” 芯片團隊成員浙江大學
微電子學院朱曉雷博士說。

在算法研究過程中,華為中央研究院根據語音業務的處理需求,結合達爾文
2芯片架構的特點,設計了高效的脈沖神經網絡算法,大幅提升了運算速度和識別精度,實現了實時語音控制的業務演示,目前正與浙江大學開展視頻業務應用場景的合作研究。




據了解,達爾文
2單芯片目前已經完成手勢識別、圖像識別、語音識別、腦電識別等多個應用開發,功耗比傳統計算芯片低2個數量級以上。

研究人員表示,達爾文
2是繼該研究團隊于2015年發布的國內首款脈沖神經網絡芯片“達爾文1”之后,在國家自然科學基金、浙江大學雙腦計劃等多項科研項目資金的支持下,經過4年科研攻關,完成的一項重要科研成果。達爾文2的神經元規模方面比達爾文1(集成2048個神經元)提高了兩個數量級,同時增強了芯片配置的靈活性和可擴展功能,從而大幅提升了類腦芯片達爾文2的應用潛力。類腦芯片的進步將會帶來計算體系結構的革命,是下一代計算技術及下一代人工智能發展的重要突破方向。目前類腦芯片采用的還是相對簡化的神經元模型,而真實大腦的神經元行為和連接方式要復雜的多,很多生物機理目前還有待神經科學家和生物科學家的不斷研究。研究人員透露,浙江大學已聯合之江實驗室等單位啟動新一代類腦芯片達爾文3的研發。

(新華社記者 朱涵)


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