浙江大学牵头研发，类脑芯片“达尔文2”发布

日前，脉冲神经网络类脑芯片“达尔文2”以及针对该芯片的工具链、微操作系统在杭州发布。该芯片主要面向智慧物联网应用，单芯片支持的神经元规模达15万个，在神经元数目上相当于果蝇的神经元数目，是目前已知单芯片神经元规模居全国前列的脉冲神经网络类脑芯片。

据了解，类脑芯片“达尔文2”由浙江大学牵头研发完成，杭州电子科技大学与华为中央研究院分别参与了芯片研制与算法和应用场景研究工作。“达尔文2”采用55纳米工艺，单芯片由576个内核组成，每个内核支持256个神经元，神经突触超过1000万，通过系统级扩展可构建千万级神经元类脑计算系统。

人的大脑布满神经元，它们彼此通过神经突触相连，传递脉冲信号，帮助人类完成思考与表达、传递喜悦与悲伤。类脑芯片的架构就像人的大脑，为神经突触传递结构。小小的芯片上布局着众多的处理器和通讯系统，起着“神经元”与“神经突触”的作用，以神经脉冲形式进行信息传递与处理。

“类脑芯片是用芯片去模拟大脑神经网络的结构与功能机制，工作原理类似于生物的神经元行为，在图像物体识别、视频音频理解、自然语言处理等应用上有独到优势。”研究团队骨干、浙江大学计算机科学与技术学院马德副教授说，“传统的人工智能芯片只能通过海量数据进行精确计算后才能出成果，比较耗能。相对而言，类脑芯片功耗更低、可扩展性更强，很有可能是下一代计算技术及下一代人工智能发展的重要突破方向。”

在浙江大学计算机学院CCNT（Advanced Computing and System Laboratory）实验室里，新鲜出炉的“达尔文2”。 这款比指甲盖略大的芯片采用55纳米工艺制成。 （图自：浙江大学）

芯片团队成员浙江大学微电子学院朱晓雷博士介绍说，与传统芯片相比，类脑芯片对于模糊数据的处理更加擅长，功耗也更低。“在类脑芯片信息传导过程中，只有接受并处理脉冲的‘神经元’才被激活，其他‘神经元’则可以处于休眠状态，因此功耗低。”朱晓雷说。

研究人员表示，“达尔文2”是继该研究团队于2015年发布的首款脉冲神经网络芯片“达尔文1”之后，经过4年科研攻关完成。“达尔文2”的神经元规模方面比“达尔文1”（集成2048个神经元、最多400万个神经突触连接）提高了两个数量级，同时增强了芯片配置的灵活性和可扩展功能，大幅提升了应用潜力。算法研究过程中，华为中央研究院根据语音业务的处理需求，结合“达尔文2”芯片架构的特点，设计了高效的脉冲神经网络算法，大幅提升了运算速度和识别精度，实现了实时语音控制的业务演示。

除了芯片外，团队还开发了达尔文微内核操作系统，并提供类脑开发环境，推动芯片走向应用领域。据了解，“达尔文2”单芯片目前已经完成手势识别、图像识别、语音识别、脑电识别等多个应用开发，功耗比传统计算芯片低2个数量级以上。

研究人员表示，类脑芯片的进步将会带来计算体系结构的革命，是下一代计算技术及下一代人工智能发展的重要突破方向。类脑芯片达尔文2的研发，获得了国家自然科学基金、浙江大学双脑计划等多项科研项目资金的支持。浙江大学目前已联合之江实验室等单位启动新一代类脑芯片“达尔文3”的研发。

责编：Luffy Liu

本文综合自新华社、浙江日报、浙江在线报道