“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(tǒng)研發(fā)與轉化功能型平臺在長陽創(chuàng)谷投入運行，旨在促進產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，為上海開展這一國際前沿探索構建充滿活力的生態(tài)圈。

“這是上海首個由民營企業(yè)牽頭發(fā)起的研發(fā)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(fā)揮了民營企業(yè)機制靈活的特點，也能為民營企業(yè)帶來一批高科技項目等資源。”上海近日發(fā)布的《關于進一步深化科技體制機制改革增強科技創(chuàng)新中心策源能力的意見》提出，“鼓勵社會力量興辦新型研發(fā)機構，支持運行模式和運行機制創(chuàng)新”。類腦芯片與片上智能系統(tǒng)功能型平臺運行后，有望為社會力量興辦新型研發(fā)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(tǒng)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(yè)由新智數(shù)字科技有限公司、上海復旦資產(chǎn)經(jīng)營有限公司、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)字這家民營企業(yè)占股60%。

根據(jù)功能定λ，研發(fā)與轉化功能型平臺是非營利性的新型研發(fā)機構，主要從事共性技術研發(fā)與轉化，提供共性技術服務，不做產(chǎn)品銷售，平臺收入只用于自身發(fā)展，不對投資方進行分配。那ô，民營企業(yè)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(yè)獲得更多高水平的科研資源，如聯(lián)系高層次科技專家、聘用高水平技術人才、開展高質量產(chǎn)學研合作;同時可以聯(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、孵化科技項目，在生態(tài)鏈下游創(chuàng)造贏利機會。

新氦類腦智能市場總監(jiān)馬銳介紹，新智數(shù)字的主營業(yè)務與類腦芯片、片上智能系統(tǒng)密切相關，新氦類腦智能研發(fā)的技術可以用于新智數(shù)字提供的應用場景。此外，新氦類腦智能與產(chǎn)業(yè)界、資本界保持良好的互動關系，能發(fā)揮產(chǎn)業(yè)資源聚集優(yōu)勢，對培育的優(yōu)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(tài)。

今年2月，首批項目團隊入駐這個功能型平臺，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。在λ于長陽創(chuàng)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(chǎn)品設計中心等區(qū)域的一流硬件設備，還能與新氦類腦智能研發(fā)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(jù)譚瑞琮介紹，采購這些設備的資金來自市區(qū)兩級政府，市發(fā)改委、市科委、楊浦區(qū)政府承擔類腦芯片與片上智能系統(tǒng)功能型平臺的3年建設和運行經(jīng)費。以后，市區(qū)兩級政府將根據(jù)平臺的服務成效，按規(guī)定給予一定的后續(xù)補貼支持。

模擬人腦研發(fā)顛覆性技術

脈沖神經(jīng)網(wǎng)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(xiàn)比目前主流芯片能效更高、可塑性更強的計算。

“傳統(tǒng)的計算機都是馮·諾依曼結構，與人腦有很大差別?！编u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(zhí)行命令時，要先從存儲模塊讀取數(shù)據(jù)，這就產(chǎn)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(shù)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(yōu)勢源自人腦的結構：它有850億—1000億個神經(jīng)元，通過海量的突觸傳遞神經(jīng)信號。這種網(wǎng)狀結構具有扁平化、并行化特點，以神經(jīng)信號傳導為中心，從而形成了能耗低、可塑性強等優(yōu)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(fā)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡芯片與系統(tǒng)、存算一體化架構、利用憶阻器實現(xiàn)神經(jīng)擬態(tài)計算等新興技術。其中，脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡芯片與系統(tǒng)是δ來神經(jīng)擬態(tài)計算機的基礎，它用大規(guī)模并行處理單元模擬神經(jīng)元，并用網(wǎng)絡化互聯(lián)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(jīng)網(wǎng)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·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(yè)也在加緊研發(fā)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡芯片及其系統(tǒng)。

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(fā)與成果轉化?類腦芯片與片上智能系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展引擎，構建集人才、技術、數(shù)據(jù)、產(chǎn)品及行業(yè)應用場景于一體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)平臺，力爭最大限度地發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集聚和資源共享功能。