我國類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展迎來新里程碑。
昨日，全球神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計(jì)算機(jī)正式亮相。
該計(jì)算機(jī)由浙江大學(xué)聯(lián)合之江實(shí)驗(yàn)室共同研制，是我國首臺(tái)基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)類腦芯片的類腦計(jì)算機(jī)（Darwin Mouse），標(biāo)志著我國類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展迎來新里程碑。
國際領(lǐng)先的類腦計(jì)算機(jī)
從發(fā)布會(huì)現(xiàn)場的展示來看，三臺(tái)1．6米高的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜并排而立，黑色的外殼下，并列閃爍的紅色信號(hào)燈顯示該計(jì)算機(jī)正不停運(yùn)作中。
據(jù)研究人員介紹，這臺(tái)類腦計(jì)算機(jī)包含792顆由浙江大學(xué)研制的達(dá)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(dāng)，典型運(yùn)行功耗只需要350－500瓦。
與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還研制了專用于類腦計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)——達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)（DarwinOS），可實(shí)現(xiàn)對(duì)類腦計(jì)算機(jī)硬件資源的有效管理與調(diào)度，支撐類腦計(jì)算機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用。
類腦計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)真正像人腦一樣“思考”
什么是類腦計(jì)算？
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授潘綱介紹說，用硬件及軟件模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制，構(gòu)造一種全新的人工智能系統(tǒng)，這種顛覆傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)的新型計(jì)算模式，就是類腦計(jì)算。
類腦計(jì)算的特點(diǎn)在于存算一體、事件驅(qū)動(dòng)、高度并行等，“類腦計(jì)算已被看作是解決人工智能等計(jì)算難題的重要路徑之一。”
眾所周知，目前的計(jì)算機(jī)大多用的是馮·諾依曼架構(gòu)，而隨著摩爾定律逐漸失效，在存儲(chǔ)、功耗、智能提升等問題上，這一架構(gòu)帶來的局限也日益明顯。
人工智能時(shí)代，面對(duì)海量增長的樣本與數(shù)據(jù)，馮·諾依曼架構(gòu)在存儲(chǔ)、功耗等問題上正面臨一波壓力，譬如人工智能帶來的高耗能計(jì)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(xí)等高級(jí)能力，用潘綱的話來說，“現(xiàn)在的機(jī)器智能離人的智能差得還很遠(yuǎn)?！边@一切，于智能算法的提升而言，都是需要解決和優(yōu)化的問題。
也因此，浙江大學(xué)實(shí)施了“雙腦計(jì)劃”，希望借鑒大腦的結(jié)構(gòu)模型和功能機(jī)制，將腦科學(xué)的前沿成果應(yīng)用到人工智能等研究領(lǐng)域，建立引領(lǐng)未來的新型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
2015年和2019年，浙江大學(xué)分別研制成功達(dá)爾文1代和達(dá)爾文2代類腦計(jì)算芯片，用芯片去模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與功能機(jī)制，在圖像、視頻、自然語言的模糊處理中具有優(yōu)勢(shì)。
類腦操作系統(tǒng)——DarwinOS
強(qiáng)大的硬件，亦需要強(qiáng)大的軟件來配合。
DarwinOS是專門面向類腦計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)異構(gòu)計(jì)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(luò)計(jì)算任務(wù)提供運(yùn)行和服務(wù)平臺(tái)。
項(xiàng)目研究骨干呂攀介紹說：“目前達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)的功能任務(wù)切換時(shí)間達(dá)微秒級(jí)，可支持億級(jí)類腦硬件資源管理?！?/p>
意念打字、協(xié)同抗洪、聽歌識(shí)曲，這些都是科技人員基于Darwin Mouse類腦計(jì)算機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的智能任務(wù)。
總結(jié)
類腦計(jì)算機(jī)研究的價(jià)值，不僅可以應(yīng)用于生活中的智能任務(wù)處理，而且可以應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)的研究，幫助我們解開更多人類大腦的未解之謎。
不過，這也會(huì)產(chǎn)生一些新的技術(shù)與人倫上的問題。有人擔(dān)憂，擁有類腦系統(tǒng)的機(jī)器人，對(duì)人類是否有威脅？人倫上是否有問題？一旦智能機(jī)器人涌現(xiàn)，對(duì)人類是利大于弊還是相反？這問題確實(shí)值得思考。
不過，正如浙江大學(xué)校長吳朝暉院士在發(fā)布會(huì)上表示的，人工智能浪潮正加快智能增強(qiáng)時(shí)代的到來，類腦計(jì)算機(jī)將成為未來計(jì)算的主要形態(tài)和重要平臺(tái)。
作者：韓小平
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