悟空类脑计算机发布 神经元数量突破20亿

2025年8月2日，浙江大学脑机智能全国重点实验室重磅发布了新一代神经拟态类脑计算机——“Darwin Monkey”（中文名“悟空”）。这款设备有何重大意义？它标志着我国在类脑计算领域取得里程碑式突破，成为国际首台神经元规模突破20亿、基于专用神经拟态芯片的类脑计算机，其神经元数量已逼近猕猴大脑的水平。尤为关键的是，在典型工作负载下，其系统功耗仅约2000瓦。与传统超级计算机处理类似智能任务时动辄上百兆瓦的能耗相比，“悟空”在能效比上的优势极为显著，为未来绿色高效计算指明了新方向。

硬件革新：从芯片到系统的集成突破

“悟空”类脑计算机的硬件核心由15台刀片式神经拟态服务器构成，每台服务器高度集成了64颗达尔文3代类脑计算芯片，芯片总数高达960颗。其根本性突破在于系统级集成技术——研发团队创新性地采用2.5D先进封装工艺，成功研制出晶圆级超集成类脑计算芯片DarwinWafer，并以此为基础构建了晶圆级系统（SoW）刀片服务器。整个SoW刀片服务器的核心，便是一张12英寸晶圆，其上直接集成了64颗达尔文3代芯片的裸片。这种设计突破了传统光罩的尺寸限制，实现了微纳尺度上互连导线的极致优化，为构建超大规模、高能效的类脑计算系统奠定了坚实的物理与工程基础。

软件赋能：灵活调度与广泛适用

仅有顶尖的硬件不足以释放全部潜力。在软件与系统层面，团队自主研发的新一代达尔文类脑操作系统采用了层次化、松耦合的资源管理架构。通过创新的负载感知调度算法与动态时间片划分机制，该系统能够实现对海量神经拟态任务的高效并发调度与计算资源的动态弹性分配。这使得“悟空”不仅拥有卓越的算力密度，更具备强大的通用性和拓展性。它既能高效运行类似DeepSeek的类脑大模型，完成复杂的逻辑推理、内容生成与科学计算任务；也能精准模拟从秀丽线虫、斑马鱼、小鼠到猕猴等不同复杂程度的生物神经网络，为揭示大脑工作原理、发展脑科学与人工智能提供了前所未有的强大科研平台。

为何是“类脑”？架构优势解析

类脑计算机与传统计算机的根本区别何在？答案在于底层架构的范式革命。经典计算机遵循“冯·诺依曼”架构，计算单元与存储单元分离，导致数据频繁搬运，产生巨大的“内存墙”功耗瓶颈，且随着摩尔定律逼近极限，传统技术路径的升级空间日益收窄。类脑计算机则另辟蹊径，其设计灵感源于生物大脑，旨在模拟神经网络高度并行、事件驱动、超低功耗的信息处理机制。“悟空”通过大规模CPU集群高效模拟脉冲神经网络，并攻克了数据实时组播、高速板间互联、精准脉冲事件通信等系列核心技术难题，从而在实时性、能效比、自适应能力以及任务通用性方面展现出传统架构难以比拟的综合优势。

核心驱动力：达尔文3代芯片与协同计算

“悟空”超凡性能的基石，是其核心计算单元——达尔文3代类脑计算芯片。该芯片由浙江大学联合之江实验室于2023年成功研制。单颗芯片即可支持超过235万个脉冲神经元与高达数亿的神经突触连接，并内置类脑计算专用指令集，支持高效的神经拟态在线学习功能。在“悟空”系统中，960颗达尔文3代芯片并非孤立工作，而是通过先进的互连技术与调度系统协同运行，形成一个统一、高效的超大规模神经拟态计算集群，将我国类脑智能技术的实用化与规模化水平推向了新的国际高度。