科研项目介绍｜“悟空”出世！中国打造全球首台20亿神经元类脑“超级大脑”

在全球人工智能与计算架构创新竞逐的关键时刻，中国科研力量再创里程碑式突破！

近日，浙江大学成功研制出名为Darwin Monkey“悟空”的新一代神经拟态类脑计算机，并一举摘得“全球首台”的桂冠。这台意义非凡的“悟空”计算机，其最震撼业界的核心成就在于：它是国际上首台基于专用神经拟态芯片构建、且神经元规模史无前例地突破20亿大关的类脑计算系统。

这不仅是一个简单的数字刷新，更标志着人类在模拟大脑这一自然界最精妙、最高效信息处理系统的征途上，迈出了具有分水岭意义的关键一步。

与依赖传统冯·诺依曼架构的通用计算机不同，“悟空”的核心在于其“神经拟态”本质。它并非通过运行预设的软件程序来工作，而是借鉴生物大脑的运作原理，利用其搭载的专用神经拟态芯片，构建起一个由海量人工神经元和突触连接组成的复杂网络。

这些神经元通过发送“脉冲”信号进行异步、并行、事件驱动的信息处理，更接近人脑处理信息的低功耗、高容错和高并发特性。20亿神经元的庞大规模，使其具备了模拟更为复杂脑功能和处理更庞大、更模糊信息的潜力基础，为探索脉冲神经网络（SNN）在复杂现实场景中的应用打开了前所未有的想象空间。

“悟空”的成功研制，不仅是浙江大学在类脑计算这一国际前沿交叉学科领域原始创新能力和工程化实力的集中体现，更奠定了中国在该领域的全球引领地位。

它突破了大规模神经拟态硬件系统的集成瓶颈，为未来开发超高效能、超低功耗的下一代人工智能计算平台提供了全新的硬件基石。其深远意义不仅在于推动人工智能底层硬件的革新，更将为脑科学研究的深入、新型智能算法的突破（如更接近人类认知的连续学习、联想记忆等），乃至在自动驾驶、智能机器人、大规模物联网等对实时性和能效要求极高的领域，开辟极具前景的发展路径。

这标志着中国在面向未来的“类脑智能”竞赛中，占据了至关重要的先发优势，开启了一个探索智能本源与计算新范式的新纪元。

项目介绍

国外小组科研——探微计划：ECE电子信息工程专题：利用硬件加速器解锁超高算力 RTL与VLSI超大规模数字集成电路赋能的AI芯片设计及性能优化研究【大学组】

本项目将研究如何使用现有硬件（如FPGA、GPU、CPU等）加速人工智能AI或机器学习ML的计算，并了解新的AI/ML加速架构，涉及算法、信号处理、超大规模集成电路和计算机体系结构等多个领域的内容。通过本项目的学习，能够帮助学生了解AI/ML算法的硬件成本，以及如何在各种硬件目标上映射AI/ML算法，并能够优化相关硬件设计，更大程度地支撑对AI/ML的加速作用。项目结束时提交项目报告，进行成果展示

项目背景

AI的三大关键基础要素是数据、算法和算力。随着云计算的广泛应用，特别是深度学习成为当前AI研究和运用的主流方式，AI对于算力的要求不断快速提升。具有海量并行计算能力、能够加速AI计算的AI芯片应运而生。随着技术成熟化，Al芯片的应用场景除了在云端及大数据中心，也会随着算力逐渐向边缘端移动，部署于智能家居、智能制造、智慧金融等领域；同时还将随着智能产品种类日渐丰富，部署于智能手机、安防摄像头、及自动驾驶汽车等智能终端，智能产品种类也日趋丰富。以GPU、FPGA、ASIC为代表的AI芯片，是目前可大规模商用的技术路线，是AI芯片的主战场。

项目大纲

• 计算机体系结构与数字算术（CPU, GPU, FPGA, ASIC）
• 基于FPGA、CPU/GPU+的硬件加速器及SoC框架
• 深度学习DL与图神经网络GNN算法基础
• RTL和高级描述：基于Python库的高级描述快速实现硬件加速
• 能够在域内重新配置运行的新型计算机
• 项目回顾与成果展示 Program Review and Presentation
• 论文辅导

教授介绍

导师：Dejan

学校：加州大学洛杉矶分校 (UCLA)

导师级别：讲席终身教授

专业方向：电子与计算机工程

Dejan导师现任加州大学洛杉矶分校（UCLA）电子计算机工程讲席终身正教授、电气与电子工程师协会会士(IEEE Fellow, Class of 2021）、美国医学与生物工程院院士(AIMBE Fellow， Class of 2022)，拥有加州大学伯克利分校博士学位。Dejan导师的研究聚焦植入式神经调节系统、领域特定计算、设计方法论，他于2006年在加州大学伯克利分校获得博士学位，并因此荣获2007年大卫·J·萨克里森纪念奖。他目前的研究方向包括植入式神经调控系统、领域特定计算架构以及设计方法学。

教授于2014年共同创立了半导体知识产权创业公司Flex Logix Technologies。2009年，他获得了国家科学基金会的CAREER奖。2010年，他与他人共同获得了ISSCC杰克·雷珀杰出技术方向奖。2014年，他还荣获ISSCC Lewis获奖论文奖。在国际知名期刊发表论文110余篇，h指数56，i10指数160，引用量高达10000+。

往期项目展示