全球首台：浙大“悟空”类脑计算机问世，神经元数量超 20 亿

IT之家 8 月 2 日消息，浙江大学今日发文，宣布推出新一代神经拟态类脑计算机 ——Darwin Monkey，中文名“悟空”。

这款类脑计算机由浙江大学脑机智能全国重点实验室最新研制，这是国际上首台神经元规模超过 20 亿的基于专用神经拟态芯片的类脑计算机，标志着我国在神经拟态类脑计算机领域已达到国际先进水平。

据介绍，整台“悟空”由 15 台刀片式神经拟态类脑服务器组成，每一台刀片式类脑服务器内部集成了 64 颗达尔文 3 代类脑计算芯片。

该芯片由浙江大学牵头、联合之江实验室于 2023 年初研制成功，单颗支持超过 235 万脉冲神经元与亿级神经突触，并支持类脑计算专用指令集和神经拟态在线学习机制。

▲ 达尔文 3 代类脑计算芯片

基于该芯片，“悟空”神经元数量已接近猕猴大脑规模，向更高级的类脑智能又迈进了一步，在典型运行状态下功耗约为 2000 瓦。

为了突破芯片间互连速度与系统能效的瓶颈，团队联合浙大集成电路学院，利用 2.5D 先进封装技术研制出晶圆级超集成类脑计算芯片 DarwinWafer，并基于其搭建了晶上系统（System on Wafer，SoW）刀片服务器。

▲ 晶上系统 SoW 集成方式的神经拟态类脑服务器

IT之家从官方获悉，整个 SoW 刀片式服务器主体仅仅包含一张集成 64 颗达尔文 3 代类脑芯片裸片的 12 寸晶圆，摆脱了传统光罩的物理约束，实现导线微纳尺度的互连优化。

经过两年多的攻关，团队在多项关键技术上取得了突破：构建了大规模神经元系统互连与集成架构，支持以多维网格为基本拓扑结构的层次化、可扩展芯片间互连；实现自适应时间步控制方法，支持大规模神经元之间的任务协同运行；采用国产晶圆基板工艺，基于 CoWoS-S 2.5D 先进封装技术，实现晶圆级类脑计算芯片；提出分层的系统资源管理框架，设计多级内存系统中的数据换入换出策略，实现对大规模神经元系统资源的管理与调度。

▲ 类脑操作系统

与此同时，为了充分释放类脑计算机的能力，团队还研制了新一代达尔文类脑操作系统。该系统采用分层资源管理架构，通过构建负载感知调度算法与动态时间片划分机制等技术，在考虑通信带宽与任务特征的基础上，实现了神经拟态任务的高效并发调度与系统资源的动态优化。