清華大學(xué)發(fā)布類腦計算芯片“天機芯”

面向人工通用智能的首款異構(gòu)融合類腦計算芯片

● 創(chuàng)新點

人工通用智能（Artificial General Intelligence，AGI）指可以執(zhí)行人類能夠完成的所有任務(wù)的機器智能。實現(xiàn)人工通用智能主要有兩條方法路線：以神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，模擬人類大腦；以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)，使用計算機來執(zhí)行機器學(xué)習(xí)算法。前者的代表是脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；后者目前盛行的是非脈沖式的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)在圖像分類、語音識別、語言處理和游戲等領(lǐng)域取得實質(zhì)進展。兩個方向各有優(yōu)缺點，將兩者融合是目前公認的最佳解決方案之一。

由于在編碼方案等方面有根本性差異，兩種方法依賴不同且不兼容的平臺。清華大學(xué)類腦計算研究中心的施路平團隊研發(fā)出類腦計算芯片“天機芯”。該芯片采用多核結(jié)構(gòu)，且抽象統(tǒng)一了軸突、突觸、樹突、胞體和感知器等模塊。天機芯將計算機科學(xué)導(dǎo)向和神經(jīng)科學(xué)導(dǎo)向的兩種方法集成到一個混合平臺，可同時支持計算機科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。相關(guān)成果于2019年8月1日以封面文章形式刊登在《自然》（Nature）上，題目為“面向人工智能的異構(gòu)天機芯片架構(gòu)”。

● 方法和結(jié)果

本次發(fā)布的是第二代天機芯。第一代天機芯于2015年問世，經(jīng)過不斷改進，2017年第二代天機芯問世，尺寸由第一代的110納米縮小至28納米。天機芯由156個功能核心FCores組成，包含大約40 000個神經(jīng)元和1 000萬個突觸，具有高速度、高性能、低功耗的特點。

研究團隊還自主研發(fā)出第一代類腦計算軟件工具鏈，利用一塊天機芯就可以在無人駕駛自行車系統(tǒng)中同時處理多種算法和模型，并使該系統(tǒng)具有自行車的自平衡、目標探測跟蹤、自動避障、語音理解控制、自主決策等功能。

應(yīng)用前景

天機芯提供了發(fā)展人工通用智能的新思路，有望促進人工通用智能發(fā)展，進而賦能各領(lǐng)域。

Source：PEI J, DENG L,SONG S, et al. Towards artificial general intelligence with hybrid Tianjic chip architecture[J]. Nature, 2019, 572（7767)： 106-111.