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皇冠官网手机版:神经元规模最大的类脑计算机降生 与小鼠大脑神经元数目规模相当

admin2020-10-28147

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本报杭州9月1日电(记者陆健 通讯员柯溢能、吴雅兰) 1.6米高的3个尺度机柜并排而立,玄色的外壳给人酷酷的感受,红色的信号灯一直闪灼,靠得近些似乎能听到内里脉冲信号飞速奔跑的声音……克日,浙江大学团结之江实验室配合乐成研制我国首台基于自主知识产权类脑芯片的类脑盘算机。

这台类脑盘算机包罗792颗浙江大学研制的达尔文2代类脑芯片,支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触,与小鼠大脑神经元数目规模相当,典型运行功耗只需要350至500瓦,同时它也是现在国际上神经元规模最大的类脑盘算机。

众所周知,盘算机最初的生长选择了以数值盘算见长的冯·诺依曼架构,也就是以数字加减乘除的方式来举行信息架构。随着摩尔定律逐渐失效,冯·诺依曼架构带来的局限日益显著,存储墙、功耗墙、智能提升等问题,让当前盘算机生长面临重大挑战。

若何突破现有盘算运行方式导致的盘算机瓶颈?全球科学家们将眼光瞄准到模拟生物大脑,通过模拟人脑结构与运算机制来生长新的盘算技术。

“类脑盘算已被看作是解决人工智能等盘算难题的主要路径之一。”研究团队负责人、浙江大学盘算机科学与技术学院教授潘纲说,用硬件及软件模拟大脑神经网络的结构与运行机制,组织一种全新的人工智能系统,这种推翻传统盘算架构的新型盘算模式,就是类脑盘算。

近年来,浙江大学聚焦人类智能与机械智能等焦点领域,实行了被称为“双脑设计”的脑科学与人工智能会聚研究设计,希望借鉴脑的结构模子和功效机制,将脑科学的前沿功效应用到人工智能等研究领域,确立引领未来的新型盘算机体系结构。2015年和2019年相继研制乐成达尔文1代和达尔文2代类脑盘算芯片。而这次的功效是将792颗我国自主产权的达尔文2代类脑盘算芯片集成在3台1.6米高的尺度服务器机箱中,形成了一台壮大的机架式类脑盘算机。

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那么,这种高效能低功耗是若何实现的呢?据项目研究主干、副教授马德先容,大脑神经元的事情机理是钾离子钠离子的流入流出导致细胞膜电压转变,从而通报信息。“可以简朴理解为,一个神经元接受输入脉冲,导致细胞体的膜电压升高,当膜电压到达特定阈值时,会发出一个输出脉冲到轴突,并通过突触通报到后续神经元从而改变其膜电压,实现信息的通报。”马德说。

他进一步注释说,这里很主要的一点是异步运行,也就是信号来的时刻启动,没有信号就不运行。类脑芯片的事情原理就类似于生物的神经元行为,通过脉冲通报信号,这样就能实现高度并行,效率提升。

有了硬件,还得有软件。据项目研究主干金孝飞先容,每颗芯片上有15万个神经元,每4颗芯片做成一块板子,若干块板子再连接起来成为一个模块。这台类脑盘算机就这样像搭积木一样搭起来。

科研人员为此专门研发了一个面向类脑盘算机的类脑操作系统——DarwinOS,实现对类脑盘算机硬件资源的有用治理与调剂,支持类脑盘算机的运行与应用。项目研究主干吕攀说:“现在达尔文类脑操作系统的功效义务切换时间达微秒级,可支持亿级类脑硬件资源治理。”

现在,浙江大学与之江实验室的科研人员基于Darwin Mouse类脑盘算机已经实现了多种智能义务。研究者将类脑盘算机作为智能中枢,实现抗洪抢险场景下多个机械人的协同事情。同时,还用类脑盘算机模拟了多个差别脑区,确立了丘脑外侧膝状核的神经网络模子,仿真了差别频率闪动的视觉刺激时该脑区神经元的周期性反应等。

研究专家示意,随着达尔文芯片及其他硬件的不停迭代升级,体积缩小将指日可待。未来类脑盘算机或将植入手机、机械人,发生新的智能服务体验。

与硬件上的更新相比,若何让类脑盘算机变得更伶俐是下一步研究的重点。浙江大学和之江实验室的研究目的是,希望随着神经科学生长和类脑盘算机的系统软件、工具链及算法的成熟,有朝一日能够让类脑盘算机像冯·诺依曼架构盘算机一样通用化,真正像大脑一样高效事情,与冯·诺依曼架构并存与互补去解决差别的问题。

网友评论

5条评论
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