10月17日，“问天Ⅰ”类脑计算机发布会暨第三届神经形态计算与异步集成电路设计研讨会在宁举办，会期两天。会上，重磅发布了中科南京智能技术研究院自主研发的“问天I”类脑计算机。“问天I”类脑计算机是国内目前规模最大、国际一流的类脑计算机，也是江苏省首台类脑计算机。它打通了芯片架构-软件编译-算法模型-软硬件系统的全链条，借助于一体化设计的软硬件系统，在通用性和能效方面相比于传统类脑计算机具有显著优势。那么究竟什么是类脑计算机呢？它又可以为我们的生活带来哪些影响呢？
【三大特点】
能耗低：可以降低1000倍能耗
随着图像处理、模式识别、机器翻译、机器学习、信息检索、数据挖掘等一系列以智能为核心的应用加速兴起，传统的计算机愈发显得“力不从心”，人们也开启了比“曼哈顿计划”更具挑战性的“仿脑”和“造脑”计划。所谓“类脑计算机”，就是指仿真、模拟和学习借鉴人脑的神经系统结构和信息处理过程，构建出具有学习能力的超低功耗新型计算系统。
“当前，计算机性能提升正面临一个重要瓶颈，即功耗巨大。”中科南京智能技术研究院常务副院长尚德龙介绍，现有的计算机，CPU（中央处理器）负责计算，内存和硬盘等存储器负责存储数据，在信息处理过程中，程序和数据必须从存储器读入中央处理器进行处理，而类脑计算机则可支持数亿个脉冲神经元与近千亿神经突触协同工作，构造一种全新的计算系统。
了解到，类脑计算机正是这样一款模拟大脑神经网络运行、具备超大规模脉冲实时通信的新型计算机模型。类脑计算机通过模拟生物大脑神经网络的高效能、低功耗、实时性等特点，借助大规模的CPU 集群来进行神经网络实现。在CPU集群中，每条线程将映射模拟对应的神经元，成千上万的线程（神经元）有序运行构成完整的大规模神经网络。业内人士介绍：“打个比方，之前我们运算都要一步一步来，现在可以巧算了，可以自动合并同类项了，这就节省了很多能耗。”
“我们类脑计算机从理论上来讲，我们可以降低1000倍能耗，就是3个数量级的关系。和现在的计算方法相比，我们有10%~60%的性能提升。”尚德龙表示。
高效能、实时性：较现有计算系统相比能效提升10倍以上
“我们此前完成大概相当于一亿神经元规模这么一个类脑计算机。这一亿神经元与小鼠大脑神经元数量规模相当，大致相当于一个小白鼠的智能水平，典型运行功耗只需要350-500瓦；我们完成五亿神经元这么一个智能规模的类脑计算机，五亿相当于说基本上一个中等动物，像猫和狗这样的智能水平。”尚德龙说。
目前“问天I”类脑计算机已实现超过5亿神经元2500亿突触智能规模，突触规模位居全球第二，较现有计算系统能效提升10倍以上，核心芯片自主可控。
在中科南京智能技术研究院展厅，一台风扇的5片扇叶上分别贴着“P、I、K、E、S”5个字母，随着风扇高速转动，通过“问天1”类脑计算板卡实时处理相机捕捉的画面，在显示屏上精准显示扇叶上的5个字母。经过“问天1”类脑超级计算机处理，仅仅2-4毫秒，图片就被清晰还原，而且这一过程耗能仅5微焦，约10亿分之一度电。
【它能干什么】
它让南京实时平均车速快143%左右
目前，类脑计算机已经实现了多种智能任务，如利用类脑计算机作为智能中心，实现多个机器人在抗洪抢险场景下的协同工作等等。未来类脑智能的应用应该集中在比计算机更有利于人类的信息处理任务上，比如基于数据理解和人机交互的教育、医疗保健、智能家居和养老帮助残疾人、可穿戴设备、基于大数据，国家和公共安全监控和预警的智能分析、知识搜索和问答等知识型服务领域等等。
全国政协委员、中国科学院微电子研究所研究员周玉梅介绍，“问天Ⅰ”类脑计算机具有规模大、实时性高、灵活性强等特点。以研究院开发应用的“问天”智慧交通系统为例，面对南京市交通路网规模，对比强化学习智慧交通系统，“问天”智慧交通系统响应时间仅为强化学习的5.3%，实时平均车速快143%左右、实时平均排队时间少89.5%左右、实时二氧化碳排放速率少46.3%左右。
在现场看到，发布会期间，举行了“问天I”类脑计算机合作项目签约仪式。中科南京智能技术研究院与华为技术有限公司、航天晨光股份有限公司、北京超星未来科技有限公司、南京现代综合交通实验室、南京锐景智能科技有限公司和南京瀚海伏羲防务科技有限公司6家单位签约，未来将在生物医药、智慧交通、工业数字孪生等领域开展深度合作。
据悉，研究院已打通了芯片架构-软件编译-算法模型-软硬件系统的全产业链条可提供完整的“问天Ⅰ”类脑开发工具链。
扬子/紫牛 徐媛园
校对 陶善工
