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世界首款异构融合类脑芯片,支持脉冲神经网络和人工神经网路

时间:2019-08-05 11:38 来源:未知 作者:米德电器网

据“人民日报”报道,清华大学精密仪器教授史路平最近发布了研究成果,这是世界上第一个异构融合脑芯片,类似脑的计算芯片“天际”,也是世界上第一个。一种支持脉冲神经网络和人工神经网络的人工智能芯片。
 
在研究成果的基础上,8月1日发表了题为“人造通用智能与混合天津芯片结构”的论文“自然”,实现了中国在芯片和人工智能两大领域的零突破。
“天空运动”的异质融合
 
2015年,第一代“日间运动”问世。当时的第一代芯片大小约为110纳米,只是一个DEMO(演示样本)。
 
经过不断改进设计,该团队于2017年开发出第二代“天运”芯片。
 
第二代“天空运动”的尺寸减小到28纳米,具有高速,高性能和低功耗的特点。
 
与目前世界级的IBM TrueNorth芯片相比,它具有更完整的功能,灵活性和可扩展性,20?更高的密度,至少快10倍,带宽至少快100倍。
 
据了解,Celestial Chip拥有许多高度可重构的功能核心,可以支持机器学习算法和类似大脑的电路,包括156个FCores,包含大约40,000个神经元和1000万个突触,使用28nm工艺。该过程的面积为3.8×3.8毫米。
 
一般而言,由于两种模型的语言,计算原理,编码方法和应用场景不同,计算机科学模型和神经网络模型分别由深度学习加速器和神经形态芯片支持。
 
值得注意的是,作为世界上第一个异构融合脑芯片,支持计算机科学模型和神经网络模型是天体芯片的一个主要特征。
 
清华大学队
 
本文作者“人体通用智能与混合天津芯片架构”来自清华大学,北京灵璧科技,北京师范大学,新加坡理工大学和加州大学圣克鲁兹分校。芭芭拉和其他机构。
 
其中,清华大学是核心。清华大学精密仪器系教授,脑计算中心主任施鲁平是该论文的作者。七位第一作者中有六位来自清华大学,另一位来自加州大学圣巴巴拉分校。
 
自从加入新加坡科学院,新加坡科学院数据存储研究所以来,Schlupin参与了该研究所在半导体非易失性存储器,光存储和人工认知记忆研究方面的创建和领导。
 
2012年,史鲁平放弃了新加坡的优秀待遇,接受了清华大学校长邱勇(现任清华大学校长)的邀请,加入清华大学,参与创建大??脑式计算研究中心。
 
“这是一个非常有前途的领域,但它也是非常危险和具有挑战性的。”施鲁平说,该团队设定了开发类似大脑的计算和支持人工智能的目标。
 
此外,他还透露,该团队已开始研究下一代芯片,并预计明年初完成研发工作。
 
自动自行车示范
 
为了证明构建类似大脑的范式智能系统的可行性,施鲁平带领团队用它来创造一个“大脑”并将其安装在自行车上。
 
基于“大脑”,自行车实现自主骑行,实现实时物体检测,并实现自动避障,S型跟踪,语音命令识别,加速,减速,转向,控制平衡和跟踪决策人类。等待任务。
 
为了完成这些任务,“大脑”需要克服三个主要挑战:
 
首先,在室外自然环境中,它成功地检测并平滑地跟踪移动目标,穿过减速带,并在必要时自动避开障碍物。
 
其次,实时响应于平衡控制,语音命令和视觉感知产生实时电动机控制信号,以保持自行车在正确的方向上移动。
 
第三,实现综合处理和各种信息的快速决策。
 
为了完成这些任务,该团队开发了几个神经网络,包括用于图像处理和物体检测的CNN,用于人类目标跟踪的CANN,用于语音命令识别的SNN,以及用于姿态平衡和方向控制的MLP。还有一个用于决策控制的混合网络。
 
由于芯片的分散架构和任意路由拓扑结构,Tianjic芯片可同时支持基于计算机科学的机器学习算法和基于神经科学的生物模型,可自由集成各种神经网络和混合编码方案,并实现多种模型。自行车之间的无缝通信使自行车能够顺利完成这些任务。
 
通用人工智能(AGI)
 
在这个阶段,开发人工一般智能有两种主要方法:一种是基于神经科学,尽可能地模拟人脑;另一种是以计算机科学为导向,允许计算机运行机器学习算法。
 
两者各有优缺点,两者的整合目前被认为是最佳解决方案之一。开发结合这两者的计算平台将是推动融合的关键。
 
新芯片结合了两条技术路线,这种融合技术有望提升每个系统的能力,促进人工一般智能的研发。
 
这款混合芯片被命名为“Tianjic”,具有多个高度可重新配置的功能核心,支持机器学习算法和现有的类脑算法。
 
目前,该技术具有一定的基础。除了自行车,相关技术的发展可以直接扩展到自动驾驶,无人机和智能机器人等应用。未来,施鲁平教授将带领团队将研究与市场紧密联系起来。
 
科学技术发展引发的思考
 
科学技术的发展给我们带来了极大的便利,也引起了人们的思考,担心电影中的“终结者”,“矩阵”是否会成为现实,当时人们会面临什么样的情况。
 
最近被称为“硅谷钢铁侠”的马斯克进行的“脑 - 机接口”研究引起了广泛的争论。
 
Mask的Neuralink在7月的最新产品发布会上展示了它的发现:在十秒钟内,头骨上的激光钻孔,以及机器人“缝纫机”将人类头发的一半头发插入大脑,精确地避开了血管。大脑到机器的信息传递开始了。
 
最近,中国科学院院士梅红公开表示,我强烈反对马斯克对植入式脑机接口的研究。这项技术目前非常危险,尽管未来的人类大脑机制对技术发展至关重要。但是在技术成熟之前,它不应该如此大胆而且如此根深蒂固地研究。如果技术被滥用,后果是不可想象的。
 
梅红的话语响亮而且很多人也发出警报。
 
大脑的大脑可以超越人类大脑吗?
 
作为世界上第一款异构融合脑芯片,其强大的处理能力让我们目瞪口呆,也不禁让人想到,那么这样一个聪明的“大脑”会超越人类吗?
 
对此,施鲁平也表达了自己的看法:电脑早已超越人脑,只是说在哪些方面。然而,目前,在许多智力水平上,特别是在不确定性方面,计算机和人类大脑之间在学习和自我决定等许多领域仍然存在相当大的距离。
 
不可否认的是,近年来人工智能是一个非常热门的话题。它给人类带来了极大的便利,也吸引了人们的广泛关注和一些可疑的声音。然而,作为人工智能的创造者,我相信人类可以充分利用我们的智慧来掌握它,控制它,规范它的发展道路,并使我们的人类受益,以最大限度地避免这些风险。
 

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