專攻全球最前沿新一代芯片,上海構建新型產業生態圈

民企牽頭“類腦芯片”研發轉化平臺運行

發布時間:2019-04-07

“類腦芯片”是一類模仿人腦結構和運行機制的芯片,隨著歐盟“人腦計劃”等科研計劃的實施,這類新一代芯片已成為全球關注的前沿科技領域。近日,上海市類腦芯片與片上智能系統研發與轉化功能型平臺在長陽創谷投入運行,旨在促進產學研協同創新,為上海開展這一國際前沿探索構建充滿活力的生態圈。

“這是上海首個由民營企業牽頭發起的研發與轉化功能型平臺,”市科委基地建設與管理處處長譚瑞琮介紹,“既發揮了民營企業機制靈活的特點,也能為民營企業帶來一批高科技項目等資源。”上海近日發布的《關于進一步深化科技體制機制改革 增強科技創新中心策源能力的意見》提出,“鼓勵社會力量興辦新型研發機構,支持運行模式和運行機制創新”。類腦芯片與片上智能系統功能型平臺運行后,有望為社會力量興辦新型研發機構打造新的樣板。

民企有動力建非營利機構

類腦芯片與片上智能系統功能型平臺由上海新氦類腦智能科技有限公司運營,這家企業由新智數字科技有限公司、上海復旦資產經營有限公司、上海楊浦創業投資有限公司聯合投資成立,新智數字這家民營企業占股60%。

根據功能定位,研發與轉化功能型平臺是非營利性的新型研發機構,主要從事共性技術研發與轉化,提供共性技術服務,不做產品銷售,平臺收入只用于自身發展,不對投資方進行分配。那么,民營企業為何有動力參與建設這種非營利機構呢?譚瑞琮分析說,投資建設功能型平臺,可以讓民營企業獲得更多高水平的科研資源,如聯系高層次科技專家、聘用高水平技術人才、開展高質量產學研合作;同時可以聯合高校、科研院所和其他企業打造創新生態圈,并通過投資、孵化科技項目,在生態鏈下游創造贏利機會。

新氦類腦智能市場總監馬銳介紹,新智數字的主營業務與類腦芯片、片上智能系統密切相關,新氦類腦智能研發的技術可以用于新智數字提供的應用場景。此外,新氦類腦智能與產業界、資本界保持良好的互動關系,能發揮產業資源聚集優勢,對培育的優秀項目進行多元賦能,還能向科研團隊反饋最新的市場動態。

今年2月,首批項目團隊入駐這個功能型平臺,將研發類腦芯片、片上智能系統以及其它人工智能技術。在位于長陽創谷的新氦類腦智能公司,項目團隊不僅能使用人工智能高速芯片驗證實驗室、產品設計中心等區域的一流硬件設備,還能與新氦類腦智能研發團隊交流合作,得到技術服務。

在人工智能高速芯片驗證實驗室,記者看到了多臺高端芯片設計測試設備。據譚瑞琮介紹,采購這些設備的資金來自市區兩級政府,市發改委、市科委、楊浦區政府承擔類腦芯片與片上智能系統功能型平臺的3年建設和運行經費。以后,市區兩級政府將根據平臺的服務成效,按規定給予一定的后續補貼支持。

模擬人腦研發顛覆性技術

脈沖神經網絡芯片是一種典型的類腦芯片。鄒卓博士將在功能型平臺的支持下,從事相關研究。這種顛覆性技術旨在模仿人腦的結構和運行機制,有望實現比目前主流芯片能效更高、可塑性更強的計算。

“傳統的計算機都是馮·諾依曼結構,與人腦有很大差別。”鄒卓解釋說,馮·諾依曼型計算機的計算模塊和存儲模塊是分開的,CPU(中央處理器)執行命令時,要先從存儲模塊讀取數據,這就產生了大量的功耗浪費。人腦的計算頻率雖然遠不如馮·諾依曼型計算機,但功耗要低幾個數量級,僅為20瓦左右,功率密度僅為15毫瓦/立方厘米左右。這種優勢源自人腦的結構:它有850億—1000億個神經元,通過海量的突觸傳遞神經信號。這種網狀結構具有扁平化、并行化特點,以神經信號傳導為中心,從而形成了能耗低、可塑性強等優勢。

隨著摩爾定律“尺縮”難度日益增大,許多科學家開始模擬人腦,研發脈沖神經網絡芯片與系統、存算一體化架構、利用憶阻器實現神經擬態計算等新興技術。其中,脈沖神經網絡芯片與系統是未來神經擬態計算機的基礎,它用大規模并行處理單元模擬神經元,并用網絡化互聯模擬突觸。

在這個領域,曼徹斯特大學團隊研制的SpiNNaker(脈沖神經網絡架構)已具有國際影響力。在歐盟“人腦計劃”支持下,這臺擁有100萬個處理器核、1200個互連電路板的超級計算機去年完成升級,能同時進行200萬億次操作。而在美國,IBM、英特爾等巨頭企業也在加緊研發脈沖神經網絡芯片及其系統。

如何在這個尚處于探索階段的前沿領域,加速我國科研團隊的研發與成果轉化?類腦芯片與片上智能系統功能型平臺能助一臂之力。馬銳表示,平臺致力于打造基于類腦計算與人工智能芯片的產業發展引擎,構建集人才、技術、數據、產品及行業應用場景于一體的產業生態平臺,力爭最大限度地發揮產業集聚和資源共享功能。

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