新研究填補類腦計算領域空白
2020-10-16 中國科學報作者 |陳彬
10月14日，清華大學計算機科學與技術系教授張悠慧團隊、精密儀器系教授施路平團隊與合作者在《自然》發文，首次提出「類腦計算完備性」以及軟硬體去耦合的類腦計算系統層次結構。
該研究填補了類腦計算系統領域完備性理論與相應的類腦計算系統層次結構方面的空白。
在通用計算領域有兩個著名概念——「圖靈完備性」和「馮·諾依曼體系結構」。
其中，前者用來衡量計算系統是否能夠用來解決任何計算性問題，後者則是通用計算機運作的體系結構，該結構具有存儲部件與計算部件分離、程序與數據統一存儲等特性。
「圖靈完備性與馮·諾依曼體系結構可以使通用計算領域在軟體層、編譯層和硬體層具有統一的範式。」
張悠慧告訴《中國科學報》。然而在類腦計算研究領域，由於相關研究尚處於起步階段，到目前為止，國際上還沒有形成公認的技術標準與方案。
「通俗來講，完備性可以回答系統能夠完成什麼、功能邊界在哪裡等問題。研究完備性，可以為軟硬體系統的解耦合、劃分不同研究領域間的任務分工與接口提供理論基礎。」張悠慧表示，希望「類腦計算完備性」研究能夠為類腦計算系統領域的發展提供一個「準繩」。
在研究過程中，研究團隊針對類腦計算特性，提出了對計算過程和精度約束更低的「類腦計算完備性」概念，並且設計了相應的類腦計算機層次結構——圖靈完備的軟體模型、類腦計算完備的硬體體系結構，以及位於兩者之間的編譯層。
通過相關算法，任意圖靈可計算函數都可以轉換為類腦計算完備硬體上的模型。
「這意味著類腦計算系統也可以支持通用計算，極大地擴展了類腦計算系統的應用領域，也使類腦計算軟硬體各自獨立發展成為可能。」施路平說。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2782-y
《中國科學報》 (2020-10-16 第1版 要聞)
編輯 | 趙路
排版 | 志海
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