类脑芯片及系统

20220119

信息传输、软件和信息技术服务业

北京灵汐科技有限公司完成了基于融合架构的天机类脑计算芯片的研制、类脑计算服务器原型系统研发、类脑计算软件工具链开发等任务，具体完成情况如下： （1）完成了基于融合架构的类脑计算芯片Tianjic Ⅲ的研制。北京灵汐科技有限公司，是由清华大学类脑计算芯片技术成果转化而来的高科技公司，定位在为全球提供高效的类脑计算芯片和计算系统。公司在清华大学开发的天机II代芯片基础之上，全力研发第三代类脑计算芯片--天机III。天机Ⅲ是一款具有通用编程能力的SNN/ANN深度融合的类脑计算芯片，采用了异构融合众核、存算一体的芯片架构。芯片达到如下性能： ?? 支持20万神经元和1亿突触的集成计算 ?? 支持人工神经网络和脉冲神经网络模型 ?? 芯片支持FP16、INT8以及三值网络计算模式 ?? 峰值算力：140 TOPS （三值网络） ?? 功耗（TDP）： 15W ?? 帧率(ResNet50A)：5033 fps， ?? 每帧延迟0.48ms ?? 性能：2.3 TOPS/W @INT8 （2）基于天机Ⅲ芯片，本项目针对类脑计算服务器的研发需求，研制了类脑智能加速模块，系统峰值算力达到560 TOPS （三值网络） （3）开发的软件工具链支持深度学习和脉冲神经网络的自动编译，支持应用算法的快速部署。同时支持主流深度学习，包括Tensorflow，Caffe框架；基于LIF模型的SNN算法模型；支持用户自定义层和算子等。 清华大学完成了高速移动目标处理识别演示。在移动速度超过5米/秒、相机距离移动目标约30厘米的高速转盘上，实现了三目标物体的追踪和识别，达到了87.83% mAP下94.8%的召回率。

北京灵汐科技有限公司，是由清华大学类脑计算芯片技术成果转化而来的高科技公司，定位在为全球提供高效的类脑计算芯片和计算系统。灵汐科技的研发成员占比超过80%，汇聚了全球顶尖科技企业或研究院所的资深工程师及科学家，核心成员大部分来自国内外著名科技公司，整个团队具备深厚的行业产业经验。这些核心成员覆盖芯片设计、芯片验证、工具链开发、驱动程序开发、系统程序开发和神经网络算法研发等不同领域，具有丰富的芯片设计、软件开发的行业经验。围绕着新型芯片架构设计，公司除了专业的芯片设计和实现团队外，还针对市场需求和行业应用，产品团队负责开发类脑计算芯片板卡系统，开发类脑计算系统和行业解决方案。在软件工具链方面开发了为类脑计算芯片商用的软件工具链Lingor，实现从Caffe、Tensorflow等深度学习框架上直接自动编译映射神经网络算法到类脑计算芯片上；在算法上，研究并跟踪当前流行的神经网络算法，为芯片设计提供指引，也同时开发面向实际应用的算法；针对行业应用，开发了包括面向用户的顶层接口和内核层驱动程序的系统软件ivs。 灵汐科技也会引入一些行业和渠道合作伙伴，主要面向典型行业应用和落地场景，在软件开发包SDK、高层编译器、定制化算发和学习框架层面等开展合作；主要面向有相应渠道资源影响力的合作伙伴，侧重于在整机交付领域的合作，尤其是在板卡、模组、服务器类的货架产品上，合作伙伴有一定的开发和交付能力，可以在得到相应的培训和认证后，为其他合作伙伴或者自己的下游提供增值服务。

仅限国内转让

北京灵汐科技有限公司，是由清华大学类脑计算芯片技术成果转化而来的高科技公司，定位在为全球提供高效的类脑计算芯片和计算系统。公司在清华大学开发的天机II代芯片基础之上，全力研发第三代类脑计算芯片--天机III。 灵汐科技和清华大学类脑计算研究中心共同攻关，形成产学研于一体良性循环系统。灵汐科技的研发成员占比超过80%，汇聚了全球顶尖科技企业或研究院所的资深工程师及科学家，核心成员大部分来自国内外著名科技公司，整个团队具备深厚的行业产业经验，其中70%以上拥有硕士、博士学位。 在本课题的成果基础上，可衍生出三大类产品：类脑计算芯片、基于类脑计算芯片的计算板卡，和基于灵汐板卡的人工智能应用的系统。在课题结束后的三年内，形成1亿多元人民币的销售收入，按增值税按营业收入的16%和6%两种税率分别计算缴纳销项税，再包括城建税、教育费附加、地方教育费附加及印花税等税金，预期上交税金近亿元，并带动其他产业，产生行业聚集效应，增加就业人数。n

基于融合架构的天机类脑计算芯片研制及系统研发

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

发展人工通用智能有很多技术方向，其中计算机科学驱动的深度学习研究方向(DNN)和神经科学驱动的仿脑研究方向(SNN)是两个最主要的途径，学术界和产业界研发了相应的专用计算处理器，“网络加速器芯片”和“神经形态芯片”，掀起了一股人工智能芯片的热潮。另一方面，两类芯片各有优缺点。目前，将两者融合的模式被认为是最佳解决方案之一。 灵汐科技和清华大学共同进行了基于融合架构的天机类脑计算芯片研制及系统研发的课题研究。本项目研制的类脑计算芯片天机Ⅲ，实现了同时支持计算机科学和神经科学的神经网络模型，并支持两者融合的混合神经网络计算模型，开启了探索通用人工智能的新路径。 天机Ⅲ是一款具有通用编程能力的SNN/ANN深度融合的类脑计算芯片，采用了异构融合众核、存算一体的芯片架构，单芯片可支持20万神经元和1亿突触的集成计算。天机Ⅲ可高效支持人工神经网络和脉冲神经网络。此外，芯片针对神经网络的连接稀疏性、事件稀疏性，对脉冲神经网络的执行效率进行优化。芯片支持FP16、INT8以及Binary spike等计算精度。在Binary spike计算模式下，芯片的峰值算力可达128Tops。 基于天机Ⅲ芯片，本项目针对类脑计算服务器的研发需求，研制了类脑智能加速模块，其采用标准PCIe插卡形式，搭载高性能LPDDR4内存颗粒,提供多种通信接口。在Binary spike计算模式下，系统峰值算力达到580 TOPS。 本项目还进行了类脑计算软件工具链的研发，所开发的软件工具链支持深度学习模型和脉冲神经网络模型的自动编译，与Tensorflow，Caffe框架实现了对接，支持应用算法的快速部署。 本项目的研究成果具有广泛的应用场景，可支持众多传统人工智能企业的智能化升级需求，促进智慧城市、智能网联车等众多相关行业的发展和变革。本项目的研究成果有望增强我国在类脑计算领域的产业地位，助力提升在脑科学领域的核心竞争力，增强国防安全。