中国科研团队研发出低功耗类脑神经形态系统级芯片

中新网北京6月1日电 (记者 孙自法)如何借鉴人脑的低功耗特性发展新型智能计算系统？这是人工智能领域颇受关注的重要研究方向。

中国科学院自动化研究所6月1日向媒体发布消息说，该所李国齐、徐波研究员团队与合作者共同研发出一套能够实现动态计算的算法-软件-硬件协同设计的、低功耗的类脑神经形态系统级芯片Speck，展示出类脑神经形态计算在融合高抽象层次大脑机制时的天然优势。

本次研究的类脑神经形态系统级芯片Speck设计框架。中国科学院自动化研究所/供图

这项人工智能领域重要研究成果论文，近日在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)发表。该研究实践证实高、低抽象层次大脑机制的融合能进一步激发类脑计算潜力，将为未来将大脑进化过程中产生的各种高级神经机制融合至神经形态计算提供启发。

论文通讯作者李国齐研究员介绍说，人脑能够运行非常复杂且庞大的神经网络，总功耗却仅为20瓦，远小于现有的人工智能系统。因此，在算力比拼加速，能耗日益攀升的今日，借鉴人脑的低功耗特性发展新型智能计算系统成为极具潜力的方向。

本次研究基于的人脑中的注意力机制示意图。中国科学院自动化研究所/供图

在本项研究中，合作团队提出“神经形态动态计算”的概念，通过设计一种类脑神经形态芯片Speck来实现基于注意力机制的动态计算，在硬件层面做到“没有输入，没有功耗”，在算法层面做到“有输入时，根据输入重要性程度动态调整计算”，从而在典型视觉场景任务功耗可低至0.7毫瓦，进一步挖掘出神经形态计算在性能和能效上的潜力。

Speck是一款异步感算一体类脑神经形态系统级芯片，采用全异步设计，在一块芯片上集成了动态视觉传感器(DVS相机)和类脑神经形态芯片，具有极低的静息功耗(仅为0.42毫瓦)。它能够以微秒级的时间分辨率感知视觉信息，以全异步方式设计抛弃了全局时钟控制信号，避免时钟空翻带来的能耗开销，仅在有事件输入时才触发稀疏加法运算。

本次研究融合了注意力脉冲动态计算的类脑神经形态系统级芯片Speck原理示意图。中国科学院自动化研究所/供图

李国齐指出，针对脉冲神经网络(SNN)在更高层面，比如时间维度中不能根据输入难易度调整其脉冲发放等“动态失衡”问题，这项研究基于注意力机制的神经形态脉冲动态计算框架，在多种粒度上实现对不同的输入进行有区分地动态响应。同时，Speck软件工具链编程框架支持动态计算脉冲神经网络算法训练和部署。

该研究的实验结果表明，注意力机制可使得脉冲神经网络具备动态计算能力，即根据输入难易度调整其脉冲发放模式解决“动态失衡”问题，在显著降低功耗的同时，提升任务性能。在一个动态视觉传感数据集上，融合脉冲动态计算的Speck在任务精度提升9%的同时，平均功耗由9.5毫瓦降低至3.8毫瓦。(完)

系统级芯片市场景气度回升 多家相关上市公司上半年业绩向好

来源：证券日报

本报记者 王镜茹

8月14日，中科蓝讯发布2024年半年度报告显示，公司报告期内实现营业收入7.91亿元，同比增长21.11%；实现归属于上市公司股东的净利润1.35亿元，同比增长19.83%。

公开资料显示，中科蓝讯主营业务为无线音频SoC芯片，产品包括TWS蓝牙耳机芯片、非TWS蓝牙耳机芯片、蓝牙音箱芯片等。公司表示，报告期内，公司经营活动产生的现金流量净额约6187.11万元，主要系营收增长及备货放缓所致，公司盈利能力持续向好。

据悉，SoC芯片（系统级芯片）是各类型硬件设备的主控单元，承载着运算控制等核心功能。受益于下游市场持续复苏、新品量产以及老产品市场份额提升，已有多家A股市场SoC芯片企业预计其上半年将实现净利润同比增长或扭亏。

例如，瑞芯微预计上半年实现归属于母公司所有者的净利润为1.6亿元至1.95亿元，同比增长543.15%至686.29%；恒玄科技、炬芯科技分别预计上半年实现归属于母公司所有者的净利润同比增长199.68%左右及64.76%左右；全志科技预计上半年同比扭亏为盈。

同时，多家公司表示，报告期内业绩增长的主要原因系下游智能可穿戴和智能家居市场需求持续增长。

调研机构IDC发布的《中国可穿戴设备市场季度跟踪报告》显示，2024年第一季度中国可穿戴设备市场出货量为3367万台，同比增长36.2%，伴随销量增长，市场出货节奏明显加快。

止于至善基金经理何理向《证券日报》记者表示，此前，SoC厂商为实现产品丰富度与客户覆盖面，持续加大研发投入，进而造成盈利受损。而目前库存已处于低位，叠加消费电子传统旺季即将来临，下游补库需求增加，推动相关企业营收增长。

此外，随着国内半导体产业不断升级，国内SoC芯片产品的质量和性能亦大幅提升。

瑞芯微表示，当前已有多家客户基于瑞芯微主控芯片推出接入AI大模型的新硬件，如AI学习机、词典笔、AI摄像头等产品。此外，公司的RK3588、RK3576等产品也能够支持端侧模型的部署。

晶晨股份表示，公司基于新一代ARMV9架构和自主研发边缘AI能力的6nm商用芯片，已于今年第一季度流片成功，并在第二季度获得了首批商用订单。

对此，中国电子商务专家服务中心副主任郭涛向《证券日报》记者表示，近年来，随着5G、AI等技术的快速发展，市场对高性能、低功耗SoC芯片需求急剧增加，推动其产品销量和价格持续提升。同时，国内SoC芯片企业持续加大研发投入，技术创新能力显著增强，逐步打破了国外厂商技术垄断。

何理表示，预计未来SoC芯片的市场增量一部分将来自于传统终端的产品升级，另一部分将来自于AI赋能的创新需求。

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