浙江大學腦機智能全國重點實驗室正式發布了其最新研製的新一代神經擬態類腦計算機——「Darwin Monkey」，中文命名為「悟空」。這不僅是中國在類腦計算領域的重大躍進，更標誌著全球在模擬生物大腦運作、推動通用人工智能發展的道路上邁出了堅實的一步。這項成果的問世，預示著一個更高效、更智能的計算時代正加速到來。
「悟空」的誕生：超越想像的規模與性能
「悟空」類腦計算機的發布，立即在全球範圍內引起廣泛關注，其核心性能指標令人驚嘆。這台劃時代的機器搭載了960顆由實驗室自主研發的「達爾文3代類腦計算芯片」。令人矚目的是，「悟空」支持的脈衝神經元規模已超過20億，神經突觸數量更突破千億級別。如此龐大的神經元數量，已然接近獼猴大腦的規模，這無疑是向更高級的類腦智能邁進的關鍵一步。
在功耗方面，「悟空」在典型運行狀態下僅需約2000瓦，展現出類腦計算系統在能耗效率上的顯著優勢。值得強調的是，「悟空」是國際上首台神經元規模超過20億、基於專用神經擬態芯片的類腦計算機。此前，國際上規模最大的神經擬態類腦計算機是英特爾於2024年4月發布的Hala Point系統，其神經元規模為11.5億。「悟空」的問世，不僅超越了這一紀錄，更標誌著中國在神經擬態類腦計算機領域已達到國際先進水平。這項成果也延續了浙江大學類腦計算團隊的輝煌歷程，繼2020年9月成功研製中國首台億級神經元類腦計算機「Darwin Mouse」（「米奇」）之後，再次取得重要突破。
核心技術解密：達爾文3代芯片與系統架構
「悟空」的核心動力源自於其搭載的「達爾文3代類腦計算芯片」。這款芯片由浙江大學牽頭，聯合之江實驗室於2023年初成功研製。單顆芯片便能支持超過235萬脈衝神經元與億級神經突觸，並且支持類腦計算專用指令集以及神經擬態在線學習機制。這些特性為「悟空」提供了強大的底層計算能力。
為了構建如此超大規模的類腦計算機，浙江大學團隊歷經兩年多的艱苦攻關，在多項關鍵技術上取得了突破性進展。這包括：構建了大規模神經元系統互連與集成架構，支持以多維網格為基本拓撲結構的層次化、可擴展芯片間互連；實現了自適應時間步控制方法，確保大規模神經元之間任務的協同運行；採用國產晶圓基板工藝，基於CoWoS-S 2.5D先進封裝技術，成功實現了晶圓級類腦計算芯片；以及提出了分層的系統資源管理框架，設計了多級內存系統中的數據換入換出策略，以實現對大規模神經元系統資源的有效管理與調度。整台「悟空」類腦計算機由15台刀片式神經擬態類腦服務器組成，每一台服務器內部都集成了64顆達爾文3代類腦計算芯片。
為了突破芯片間互連速度與系統能效的瓶頸，團隊聯合浙大集成電路學院，利用2.5D先進封裝技術研製出晶圓級超集成類腦計算芯片「DarwinWafer」，並在此基礎上搭建了基於「DarwinWafer」的晶上系統（System on Wafer，SoW）刀片服務器。這種創新的集成方式，使得整個SoW刀片式服務器主體僅包含一張集成64顆達爾文3代類腦計算芯片裸片的12吋晶圓，擺脫了傳統光罩的物理約束，實現了導線微納尺度的互連優化。
智慧之腦：達爾文類腦操作系統與廣泛應用為了充分釋放「悟空」類腦計算機的潛力，浙江大學團隊還同步研製了新一代「達爾文類腦操作系統」。該系統採用分層資源管理架構，通過構建負載感知調度算法與動態時間片劃分機制等技術，在考慮通信頻寬與任務特徵的基礎上，實現了神經擬態任務的高效並發調度與系統資源的動態優化。這為「悟空」的強大運算能力和應用拓展性提供了堅實的軟件基礎。
作為腦模擬的天然平台，「悟空」將助力腦科學的發展，為神經科學家研究大腦提供仿真工具。最為關鍵的是，人類的推理能力和效率遠超當前人工智能，「悟空」計算機仿腦的工作機制和超越人腦的運算速度，將為未來類腦人工智能的研究提供強大的支持，推動通用人工智能的發展。
來源： https://www.zju.edu.cn/2025/0802/c76699a3072814/page.htm