清华大学发布类脑计算芯片“天机芯”

面向人工通用智能的首款异构融合类脑计算芯片

● 创新点

人工通用智能（Artificial General Intelligence，AGI）指可以执行人类能够完成的所有任务的机器智能。实现人工通用智能主要有两条方法路线：以神经科学为基础，模拟人类大脑；以计算机科学为基础，使用计算机来执行机器学习算法。前者的代表是脉冲神经网络；后者目前盛行的是非脉冲式的人工神经网络，已经在图像分类、语音识别、语言处理和游戏等领域取得实质进展。两个方向各有优缺点，将两者融合是目前公认的最佳解决方案之一。

由于在编码方案等方面有根本性差异，两种方法依赖不同且不兼容的平台。清华大学类脑计算研究中心的施路平团队研发出类脑计算芯片“天机芯”。该芯片采用多核结构，且抽象统一了轴突、突触、树突、胞体和感知器等模块。天机芯将计算机科学导向和神经科学导向的两种方法集成到一个混合平台，可同时支持计算机科学和神经科学的神经网络模型。相关成果于2019年8月1日以封面文章形式刊登在《自然》（Nature）上，题目为“面向人工智能的异构天机芯片架构”。

● 方法和结果

本次发布的是第二代天机芯。第一代天机芯于2015年问世，经过不断改进，2017年第二代天机芯问世，尺寸由第一代的110纳米缩小至28纳米。天机芯由156个功能核心FCores组成，包含大约40 000个神经元和1 000万个突触，具有高速度、高性能、低功耗的特点。

研究团队还自主研发出第一代类脑计算软件工具链，利用一块天机芯就可以在无人驾驶自行车系统中同时处理多种算法和模型，并使该系统具有自行车的自平衡、目标探测跟踪、自动避障、语音理解控制、自主决策等功能。

应用前景

天机芯提供了发展人工通用智能的新思路，有望促进人工通用智能发展，进而赋能各领域。

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.