清华团队填补脑计较系统规模理论空缺

 
 
清华团队填补脑计较系统规模理论空缺  
首次提出“类脑计较完备性”  

10月14日，清华大学计较机科学与技能系传授张悠慧团队、紧密仪器系传授施路平团队与相助者在《自然》杂志发文，首次提出“类脑计较完备性”以及软硬件去耦合的类脑计较系统条理布局。该研究项目填补了类脑计较系统规模完备性理论与相应的类脑计较系统条理布局方面的空缺。

这是一年多来，清华大学在类脑计较规模在《自然》正刊颁发的第三篇成就，同时也是我国高校计较机系以第一完成单元/通讯单元颁发的首篇《自然》论文。

据先容，在通用计较规模有两个著名观念——“图灵完备性”和“冯·诺依曼体系布局”。个中，前者用来权衡计较系统是否可以或许用来办理任何计较性问题。后者则是通用计较机运作的体系布局，该布局具有存储部件与计较部件疏散、措施与数据统一存储等特性。

“图灵完备性与冯·诺依曼体系布局可以使通用计较规模在软件层、编译层和硬件层具有统一的范式，从而使差异条理、各自成长而又可以无缝兼容。”在接管《中国科学报》记者采访时，张悠慧先容说。

然而在类脑计较研究规模，由于相关研究尚处于起步阶段，今朝相关研究大多聚焦于详细的芯片、东西链、应用和算法的创新实现，忽略了从宏观和抽象层面上对计较完备性和体系布局的思考。到今朝为止，国际上还没有形成公认的技能尺度与方案。

“通俗来讲，‘完备性’可以答复系统可以或许完成什么、成果界线在那边等问题。研究完备性，可觉得软硬件系统的解耦合、分别差异研究规模间的任务分工与接口提供理论基本。”张悠慧暗示，假如说，“图灵完备性”是通用计较机规模的“圭臬”，那么她们从事的“类脑计较完备性”研究，则是但愿也可以或许为类脑计较系统规模的成长提供一个“准绳”。

在研究进程中，研究团队针对类脑计较不像通用计较那样注重每个计较进程的准确度，而是越发注重功效拟合的特性，提出了对计较进程和精度约束更低的类脑计较完备性观念，而且设计了相应的类脑计较机条理布局——图灵完备的软件模子、类脑计较完备的硬件体系布局，以及位于两者之间的编译层。通过相关算法，任意图灵可计较函数都可以转换为类脑计较完备硬件上的模子。“这意味着类脑计较系统也可以支持通用计较，极大地扩展了类脑计较系统的应用规模，也使类脑计较软硬件各自独立成长成为大概。”施路平说。

类脑计较机条理布局与现有通用计较机（右）的比拟

对付该项研究，《自然》杂志审稿人评价其“使得相关研究规模间的任务分工与接口更为清晰，有利于差异学科的研究人员专注于其专业规模、促进协同成长”。

据悉，将来在理论层面，该团队的科研将更存眷类脑应用的“神经形态特性”，并但愿最终成立起一个与图灵完备相对应的全新类脑计较抱负范式；在系统层面，团队将致力于研发受脑开导的支持通用计较的新型计较机系统布局与芯片。

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