“類腦芯片”是一類模仿人腦結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制的芯片，隨著歐盟“人腦計(jì)劃”等科研計(jì)劃的實(shí)施，這類新一代芯片已成為全球關(guān)注的前沿科技領(lǐng)域。近日，上海市類腦芯片與片上智能系統(tǒng)研發(fā)與轉(zhuǎn)化功能型平臺(tái)在長(zhǎng)陽(yáng)創(chuàng)谷投入運(yùn)行，旨在促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，為上海開展這一國(guó)際前沿探索構(gòu)建充滿活力的生態(tài)圈。

“這是上海首個(gè)由民營(yíng)企業(yè)牽頭發(fā)起的研發(fā)與轉(zhuǎn)化功能型平臺(tái)，”市科委基地建設(shè)與管理處處長(zhǎng)譚瑞琮介紹，“既發(fā)揮了民營(yíng)企業(yè)機(jī)制靈活的特點(diǎn)，也能為民營(yíng)企業(yè)帶來(lái)一批高科技項(xiàng)目等資源?！鄙虾＝瞻l(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步深化科技體制機(jī)制改革增強(qiáng)科技創(chuàng)新中心策源能力的意見》提出，“鼓勵(lì)社會(huì)力量興辦新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，支持運(yùn)行模式和運(yùn)行機(jī)制創(chuàng)新”。類腦芯片與片上智能系統(tǒng)功能型平臺(tái)運(yùn)行后，有望為社會(huì)力量興辦新型研發(fā)機(jī)構(gòu)打造新的樣板。

民企有動(dòng)力建非營(yíng)利機(jī)構(gòu)

類腦芯片與片上智能系統(tǒng)功能型平臺(tái)由上海新氦類腦智能科技有限公司運(yùn)營(yíng)，這家企業(yè)由新智數(shù)字科技有限公司、上海復(fù)旦資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限公司、上海楊浦創(chuàng)業(yè)投資有限公司聯(lián)合投資成立，新智數(shù)字這家民營(yíng)企業(yè)占股60%。

根據(jù)功能定λ，研發(fā)與轉(zhuǎn)化功能型平臺(tái)是非營(yíng)利性的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，主要從事共性技術(shù)研發(fā)與轉(zhuǎn)化，提供共性技術(shù)服務(wù)，不做產(chǎn)品銷售，平臺(tái)收入只用于自身發(fā)展，不對(duì)投資方進(jìn)行分配。那ô，民營(yíng)企業(yè)為何有動(dòng)力參與建設(shè)這種非營(yíng)利機(jī)構(gòu)呢?譚瑞琮分析說，投資建設(shè)功能型平臺(tái)，可以讓民營(yíng)企業(yè)獲得更多高水平的科研資源，如聯(lián)系高層次科技專家、聘用高水平技術(shù)人才、開展高質(zhì)量產(chǎn)學(xué)研合作;同時(shí)可以聯(lián)合高校、科研院所和其他企業(yè)打造創(chuàng)新生態(tài)圈，并通過投資、孵化科技項(xiàng)目，在生態(tài)鏈下游創(chuàng)造贏利機(jī)會(huì)。

新氦類腦智能市場(chǎng)總監(jiān)馬銳介紹，新智數(shù)字的主營(yíng)業(yè)務(wù)與類腦芯片、片上智能系統(tǒng)密切相關(guān)，新氦類腦智能研發(fā)的技術(shù)可以用于新智數(shù)字提供的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，新氦類腦智能與產(chǎn)業(yè)界、資本界保持良好的互動(dòng)關(guān)系，能發(fā)揮產(chǎn)業(yè)資源聚集優(yōu)勢(shì)，對(duì)培育的優(yōu)秀項(xiàng)目進(jìn)行多元賦能，還能向科研團(tuán)隊(duì)反饋?zhàn)钚碌氖袌?chǎng)動(dòng)態(tài)。

今年2月，首批項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)入駐這個(gè)功能型平臺(tái)，將研發(fā)類腦芯片、片上智能系統(tǒng)以及其它人工智能技術(shù)。在λ于長(zhǎng)陽(yáng)創(chuàng)谷的新氦類腦智能公司，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不僅能使用人工智能高速芯片驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中心等區(qū)域的一流硬件設(shè)備，還能與新氦類腦智能研發(fā)團(tuán)隊(duì)交流合作，得到技術(shù)服務(wù)。

在人工智能高速芯片驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室，記者看到了多臺(tái)高端芯片設(shè)計(jì)測(cè)試設(shè)備。據(jù)譚瑞琮介紹，采購(gòu)這些設(shè)備的資金來(lái)自市區(qū)兩級(jí)政府，市發(fā)改委、市科委、楊浦區(qū)政府承擔(dān)類腦芯片與片上智能系統(tǒng)功能型平臺(tái)的3年建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)。以后，市區(qū)兩級(jí)政府將根據(jù)平臺(tái)的服務(wù)成效，按規(guī)定給予一定的后續(xù)補(bǔ)貼支持。

模擬人腦研發(fā)顛覆性技術(shù)

脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片是一種典型的類腦芯片。鄒卓博士將在功能型平臺(tái)的支持下，從事相關(guān)研究。這種顛覆性技術(shù)旨在模仿人腦的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，有望實(shí)現(xiàn)比目前主流芯片能效更高、可塑性更強(qiáng)的計(jì)算。

“傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)都是馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，與人腦有很大差別。”鄒卓解釋說，馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的計(jì)算模塊和存儲(chǔ)模塊是分開的，CPU(中央處理器)執(zhí)行命令時(shí)，要先從存儲(chǔ)模塊讀取數(shù)據(jù)，這就產(chǎn)生了大量的功耗浪費(fèi)。人腦的計(jì)算頻率雖然遠(yuǎn)不如馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)，但功耗要低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，僅為20瓦左右，功率密度僅為15毫瓦/立方厘米左右。

這種優(yōu)勢(shì)源自人腦的結(jié)構(gòu)：它有850億—1000億個(gè)神經(jīng)元，通過海量的突觸傳遞神經(jīng)信號(hào)。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有扁平化、并行化特點(diǎn)，以神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)為中心，從而形成了能耗低、可塑性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

隨著摩爾定律“尺縮”難度日益增大，許多科學(xué)家開始模擬人腦，研發(fā)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片與系統(tǒng)、存算一體化架構(gòu)、利用憶阻器實(shí)現(xiàn)神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算等新興技術(shù)。其中，脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片與系統(tǒng)是δ來(lái)神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，它用大規(guī)模并行處理單元模擬神經(jīng)元，并用網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)模擬突觸。

在這個(gè)領(lǐng)域，曼徹斯特大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制的SpiNNaker(脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))已具有國(guó)際影響力。在歐盟“人腦計(jì)劃”支持下，這臺(tái)擁有100萬(wàn)個(gè)處理器核、1200個(gè)互連電·板的超級(jí)計(jì)算機(jī)去年完成升級(jí)，能同時(shí)進(jìn)行200萬(wàn)億次操作。而在美國(guó)，IBM、英特爾等巨頭企業(yè)也在加緊研發(fā)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片及其系統(tǒng)。

如何在這個(gè)尚處于探索階段的前沿領(lǐng)域，加速我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的研發(fā)與成果轉(zhuǎn)化?類腦芯片與片上智能系統(tǒng)功能型平臺(tái)能助一臂之力。馬銳表示，平臺(tái)致力于打造基于類腦計(jì)算與人工智能芯片的產(chǎn)業(yè)發(fā)展引擎，構(gòu)建集人才、技術(shù)、數(shù)據(jù)、產(chǎn)品及行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景于一體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)平臺(tái)，力爭(zhēng)最大限度地發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集聚和資源共享功能。