近日,清华大学计算机系张悠慧团队和精密仪器系施路平团队与合作者在《自然》(Nature)杂志发表题为《一种类脑计算系统层次结构》(A system hierarchy for brain-inspired computing)的论文。与通用计算机的“图灵完备性”概念与“冯诺依曼”体系结构相对应,论文首次提出“类脑计算完备性”以及软硬件去耦合的类脑计算系统层次结构,通过理论论证与原型实验证明该类系统的硬件完备性与编译可行性,扩展了类脑计算系统应用范围使之能支持通用计算。

类脑计算处于起步阶段,国际上尚未形成公认的技术标准与方案,这一成果填补了完备性理论与相应系统层次结构方面的空白,利于自主掌握新型计算机系统核心技术。尤为难得的是,这篇文章是团队在疫情中通过线上紧密合作完成的,从今年春节前夕投稿,到8月上旬正式接收,团队努力克服交流不便、实验数据处理困难等问题,对文章的实验设计做了较大补充与改进,回复了总计70多页的反馈文件,取得这样的成绩令人鼓舞。

图1、类脑计算机层次结构(左)与现有通用计算机(右)对比

清华大学高度重视类脑计算研究,坚持有组织的科研,于2014年9月依托精仪系创立由7家院系联合而成的类脑计算研究中心。中心融合了脑科学、计算机、电子、微电子、自动化、材料以及精密仪器等学科,进行跨学科深度融合、全方位开展类脑计算研究。中心瞄准重大科学问题和国家重大需求,特别是对未来卡脖子问题提前布局,给老师们以充分的信任和支持,倡导厚积薄发。至此清华大学已在一年多的时间内完成了类脑计算领域Nature正刊三连发——从去年8月1日的Nature封面文章“Towards Artificial General Intelligence with Hybrid Tianjic Chip Architecture”(精仪系施路平教授团队与合作者)开始,到今年初的“Fully hardware-implemented memristor convolutional neural network”的文章(微纳电子系吴华强教授团队与合作者)以及此次的“A system hierarchy for brain-inspired computing”文章。上述论文分别从“异构融合的新型类脑计算芯片与系统”、“基于忆阻器件的神经形态芯片”、以及“类脑计算完备性与系统层次结构”等角度实现了类脑计算研究领域多个“零”的突破,标志着清华大学在此领域的国际领先地位。


• 2020年10月15日编辑

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