6 月 1 日消息，人腦能夠運(yùn)行非常復(fù)雜且龐大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而功耗卻僅有 20W，遠(yuǎn)小于現(xiàn)有 AI 系統(tǒng)。因此，在算力比拼加速，能耗日益攀升的今日，借鑒人腦的低功耗特性發(fā)展新型智能計算系統(tǒng)成為極具潛力的方向。

中國科學(xué)院自動化研究所宣布，該所李國齊、徐波課題組提出了 " 神經(jīng)形態(tài)動態(tài)計算 " 的概念，與國內(nèi)科技企業(yè)等單位合作設(shè)計了一套能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)計算的算法 - 軟件 - 硬件協(xié)同設(shè)計的類腦神經(jīng)形態(tài) SoC 系統(tǒng) Speck，從而實現(xiàn)基于注意力機(jī)制的動態(tài)計算，能夠在硬件層面做到 " 沒有輸入，沒有功耗 "，在算法層面做到 " 有輸入時，根據(jù)輸入重要性程度動態(tài)調(diào)整計算 "，在典型視覺場景任務(wù)功耗可低至 0.7 毫瓦，進(jìn)一步挖掘了神經(jīng)形態(tài)計算在性能和能效上的潛力。

相關(guān)研究成果已經(jīng)在線發(fā)表于《自然?通訊》上（DOI:10.1038/s41467-024-47811-6）。

據(jù)介紹，Speck 是一款異步感算一體類腦神經(jīng)形態(tài) SOC，采用全異步設(shè)計，在一塊芯片上集成了動態(tài)視覺傳感器（DVS 相機(jī)）和類腦神經(jīng)形態(tài)芯片，具有極低的靜息功耗（僅為 0.42 毫瓦）。Speck 能夠以微秒級的時間分辨率感知視覺信息，以全異步方式設(shè)計拋棄了全局時鐘控制信號，避免時鐘空翻帶來的能耗開銷，僅在有事件輸入時才觸發(fā)稀疏加法運(yùn)算。

▲   類腦神經(jīng)形態(tài) SOC 系統(tǒng) Speck 設(shè)計框架

官方表示，該工作的實踐證實高、低抽象層次大腦機(jī)制的融合能進(jìn)一步激發(fā)類腦計算潛力，為未來將大腦進(jìn)化過程中產(chǎn)生的各種高級神經(jīng)機(jī)制融合至神經(jīng)形態(tài)計算提供積極啟發(fā)。

▲   人腦中的注意力機(jī)制  

▲   融合了注意力脈沖動態(tài)計算的 Speck