重磅！中国新型类脑计算芯片首登《自然》封面

来源： 人民日报政文”（ID： rmrbzhw） 原标题： 零的突破！ 中国新型类脑计算芯片首登《自然》封面

清华大学施路平团队近日发布研究成果——类脑计算芯片“天机芯”。该芯片是世界首款异构融合类脑芯片，也是世界上第一个既可支持脉冲神经网络又可支持人工神经网路的人工智能芯片。目前，该成果已在《自然》杂志作为封面文章发表，实现了中国在芯片和人工智能两大领域《自然》论文零的突破。

装有Tianjic芯片的无人自行车

在人工智能芯片两大主流方向外，找到独特的“第三条路”

据介绍，当前，人工智能芯片发展有两大主流方向：支持人工神经网络的深度学习加速器和支持脉冲神经网络的类脑芯片。由于算法和模型的差别，当前人工智能芯片均只支持人工神经网络或者脉冲神经网络，难以发挥计算机和神经科学两个领域的交叉优势。

天机芯片通过资源复用，只需百分之三的额外面积开销即可同时运行计算机科学和神经科学导向的绝大多数神经网络模型，支持异构网络的混合建模，形成时空域协调调度系统，发挥它们各自优势，降低能耗，提高速度，同时保持高准确度。

“最大的挑战在于深度和高效的融合。两个方向基于不同的计算原理，存储和处理架构完全不同，而深度融合，建立异构混合模型不是简单地将二者拼在一起，需要专门的转换单元。”团队成员邓磊介绍。

据了解，早在2015年，施路平团队就已设计出第一代“天机芯”，经过不断改进设计，2017年第二代“天机芯”问世。相比于当前世界先进的IBM TrueNorth （按照之前IBM的说法，48个TRUENorth组建起具有 4800 万个神经元的网络，带来的智力水平将相似于普通老鼠。——编辑注 ） 芯片，2017年流片成功的第二代“天机芯”密度提升20%，速度提高至少10倍，带宽提高至少100倍。此次面世的第三代“天机芯”为世界上首款异构融合类脑芯片，为进一步探索通用人工智能领域提供了新的方向。
IBM TrueNorth

施路平介绍，成果的取得离不开清华大学的前瞻布局，早在2012年，清华大学就瞄准未来人工智能发展的前沿，通过人才引进布局类脑计算。2014年清华大学依托精仪系成立了联合了七个院系的类脑计算研究中心，施路平为类脑计算研究中心主任，这为日后的跨学科融合研究提供了基础。

聚焦类脑计算，赋能人工通用智能

现阶段，发展人工通用智能的方法主要有两种：一种是以神经科学为基础，尽量模拟人类大脑；另一种是以计算机科学为导向，让计算机运行机器学习算法。但由于两套系统使用的平台各不相同且互不兼容，极大地限制了人工通用智能的发展。“我们坚信融合这两种方法，一定能为人工通用智能的发展提供新的思路”，施路平和他的团队一直秉持着这样的理念。 

因此，基于自主研发的天机芯片，类脑计算中心研制出了第一代类脑计算软件工具链，可支持从机器学习编程平台到“天机芯”的自动映射和编译，开发出第一代类脑计算系统，并利用类脑自动行驶自行车建立一个异构可扩展人工通用智能开发演示平台，借助一块天机芯片展示了无人自行车的自平衡、动态感知、目标探测、跟踪、自动避障、过障、语音理解、自主决策等功能。新型芯片将现有的两条技术路径融合起来，有望提升各个系统的能力，促进人工通用智能的发展。

现今，清华大学类脑计算研究中心已利用知识产权孵化了北京灵汐科技有限公司，灵汐已经成为国内类脑计算芯片和系统高新技术企业。施路平教授表示，中心的愿景是引领类脑计算发展，培养类脑计算一流人才，争取使我国在类脑计算领域走在世界前列，进而推动国家人工通用智能发展，并赋能其他行业的全面发展。

“坚持试错，坚持通过计算模型、架构、芯片、软硬件协同设计及系统和技术迭代发展不断推动人工通用智能向前发展”，谈及未来研究计划，施路平教授说道。

- 加入社群吧 -