浙江大学脑机智能全国重点实验室近期震撼发布了名为“悟空”的全球最大规模类脑计算机,这一里程碑式的成就预示着类脑计算技术即将迈入一个崭新的纪元。据悉,“悟空”拥有惊人的20亿个脉冲神经元以及1000亿个突触连接,这一数字首次在工程系统中逼近了猕猴大脑的神经元数量,为人工智能与神经科学两大领域开辟了一条全新的探索道路。
“悟空”计算机的核心驱动力源自960颗Darwin3代类脑芯片,这些芯片由浙江大学与之江实验室携手研发,采用了前沿的脉冲神经网络架构。不同于传统计算芯片,Darwin3通过离散脉冲信号传递信息,更加贴近生物神经元的工作原理。每颗芯片支持高达235万个脉冲神经元,处理能力远超以往。
Darwin3芯片的设计灵感源自于现代神经科学的核心理念,即神经元作为大脑的基本功能单元。通过高度模拟人工神经元和突触,这些芯片能够模拟人类大脑的决策、学习与记忆功能,为高效信息处理提供了创新的技术方案。芯片采用事件驱动架构,仅在接收脉冲信号或执行计算时激活相关模块,每次突触操作的能耗仅为5.47皮焦耳,能效表现极为出色。
在系统集成方面,“悟空”采用了创新的2.5D封装技术,将64颗Darwin3芯片直接封装在12英寸晶圆上,突破了传统封装方式的局限。这种设计不仅显著提升了数据传输速度,还降低了通信功耗。整个系统由15台刀片式神经拟态服务器构成,每台服务器配备64颗芯片,模块化设计赋予了“悟空”高度的可扩展性和灵活性。
尽管拥有庞大的神经元规模,“悟空”的功耗却控制在了2000瓦以内,这一能耗水平相较于传统超级计算机有着显著提升,为类脑计算的广泛应用奠定了坚实基础。为了充分发挥硬件性能,研究团队还开发了达尔文类脑操作系统,该系统采用分层资源管理架构,结合智能调度机制,实现了神经拟态任务的高效并行处理。
达尔文类脑操作系统能够根据不同任务特性和系统资源状况,动态分配计算资源和通信带宽,确保系统在处理复杂神经网络任务时的高效运行。该系统还支持多种脉冲神经元模型和学习规则,为研究人员提供了灵活多样的实验平台。标准化的接口和开发工具使得用户可以轻松部署和测试各种类脑算法。
“悟空”计算机已在多个实际应用场景中展现出了卓越的能力。实验室负责人潘纲教授透露,团队已在该系统上成功部署了包括DeepSeek在内的多个智能应用,完成了逻辑推理、内容生成及数学求解等复杂任务。更具科学价值的是,“悟空”能够模拟不同神经元规模的动物大脑,从简单的秀丽线虫到复杂的猕猴大脑,为神经科学家提供了前所未有的实验工具。
通过精确模拟不同动物的神经网络结构,“悟空”有助于研究人员深入理解大脑的工作机制,探索神经信息处理的基本原理。这对于揭示人类认知功能、治疗神经系统疾病等具有重要意义。这一成果不仅展示了中国在前沿科技领域的创新能力,也引领了全球类脑计算技术的发展方向。
此前,全球最大的神经拟态计算系统是Intel的Hala Point,拥有11.5亿神经元。而“悟空”的20亿神经元规模几乎是其两倍,实现了显著的技术超越。从2020年发布的拥有1.2亿神经元的“Darwin Mouse(米奇)”到如今“悟空”的20亿神经元,浙江大学团队在类脑计算领域的技术积累持续展现,神经元规模实现了近17倍的增长。
随着技术的不断进步,“悟空”计算机有望在智能机器人、自动驾驶、智能医疗等多个领域发挥关键作用,推动人工智能技术迈向更高水平。这一重大成果的诞生,标志着类脑计算技术正逐步从实验室走向实际应用,为构建更加智能的未来社会奠定了坚实基础。