清華大學(xué)類(lèi)腦計(jì)算中心施路平教授團(tuán)隊(duì)在《自然》發(fā)表封面文章

全球首款異構(gòu)融合類(lèi)腦芯片發(fā)布  “天機(jī)芯”有望促進(jìn)人工通用智能發(fā)展

清華新聞網(wǎng)8月1日電 近日，清華大學(xué)依托精密儀器系的類(lèi)腦計(jì)算研究中心施路平教授團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一項(xiàng)最新研究成果——類(lèi)腦計(jì)算芯片“天機(jī)芯”。該芯片是面向人工通用智能的世界首款異構(gòu)融合類(lèi)腦計(jì)算芯片?；诖搜芯砍晒恼撐?ldquo;面向人工通用智能的異構(gòu)天機(jī)芯片架構(gòu)”（Towards artificial general intelligence with hybrid Tianjic chip architecture）作為封面文章登上了8月1日《自然》（Nature）。

本期《自然》封面圖

天機(jī)異構(gòu)融合類(lèi)腦計(jì)算架構(gòu)

人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展使人們?cè)诙鄠€(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了前所未有的突破。但目前占主流的專(zhuān)有人工智能有很大局限性，可以賦能各行各業(yè)的人工通用智能是未來(lái)的發(fā)展方向，但至今尚無(wú)有效解決方案。發(fā)展人工通用智能主要有基于計(jì)算機(jī)和基于神經(jīng)科學(xué)兩個(gè)主要方向，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前將兩者融合被公認(rèn)為是最佳解決方案之一， 而其基礎(chǔ)則為支持融合計(jì)算的平臺(tái)硬件。

天機(jī)芯片單片（左）和5x5陣列擴(kuò)展板（右）

清華大學(xué)類(lèi)腦計(jì)算研究中心借鑒腦科學(xué)的基本原理，提出了符合腦科學(xué)基本規(guī)律的新型類(lèi)腦計(jì)算架構(gòu)——異構(gòu)融合的天機(jī)類(lèi)腦計(jì)算芯片架構(gòu)，可同時(shí)支持計(jì)算機(jī)科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢(shì)。在2015年發(fā)展的第一代“天機(jī)芯”基礎(chǔ)上，2017年第二代“天機(jī)芯”問(wèn)世，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，具有高速度、高性能、低功耗的特點(diǎn)。相比于當(dāng)前世界先進(jìn)的IBM的TrueNorth 芯片，第二代“天機(jī)芯”功能更全、靈活性和擴(kuò)展性更好，密度提升20%，速度提高至少10倍，帶寬提高至少100倍。基于天機(jī)芯片，類(lèi)腦計(jì)算中心還自主研發(fā)出第一代類(lèi)腦計(jì)算軟件工具鏈，可支持從深度學(xué)習(xí)框架到“天機(jī)芯”的自動(dòng)映射和編譯，并利用類(lèi)腦自動(dòng)行駛自行車(chē)建立一個(gè)異構(gòu)可擴(kuò)展人工通用智能開(kāi)發(fā)演示平臺(tái)，利用一塊天機(jī)芯片展示了自行車(chē)的自平衡、目標(biāo)探測(cè)跟蹤、自動(dòng)避障、語(yǔ)音理解控制、自主決策等功能。上述研究成果為學(xué)界提供了一個(gè)發(fā)展人工通用智能的平臺(tái)和思路，將能促進(jìn)人工通用智能研究，從而賦能各行各業(yè)。

自動(dòng)行駛自行車(chē)演示平臺(tái)

論文共同第一作者為清華大學(xué)精密儀器系副研究員裴京、精密儀器系博士生鄧?yán)冢ìF(xiàn)為美國(guó)加州大學(xué)圣芭芭拉分校博士后）、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院宋森副教授、清華大學(xué)自動(dòng)化系副研究員趙明國(guó)、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系張悠慧教授、清華大學(xué)精密儀器系博士生吳雙、王冠睿。清華大學(xué)為論文第一單位。論文通訊作者為清華大學(xué)精密儀器系施路平教授。合作單位包括北京靈汐科技有限公司、北京師范大學(xué)、新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)和美國(guó)加州大學(xué)圣芭芭拉分校。

這項(xiàng)研究得到了清華大學(xué)、精儀系、計(jì)算機(jī)系、自動(dòng)化系、微電子系、電子系、材料系、醫(yī)學(xué)院以及北京市芯片未來(lái)高精尖研究中心的支持，也得到科技部、自然基金委和北京市的資助。

論文鏈接：https://nature.com/articles/s41586-019-1424-8

供稿：精密儀器系

編輯：高原

審核：盧小兵