类脑计算:下一个十年,能跑出真正的产业化吗

去年夏天在上海参加一个半导体产业论坛,中场休息挤在咖啡区拿纸杯,听到旁边两个大佬吵得面红耳赤。一个说类脑计算是下一代AI的根,没有它大模型的功耗瓶颈永远解不开。另一个翻个白眼,说就是圈经费的PPT项目,骗骗投资人而已。我当时搅奶棒都停了,差点把奶泡洒在白衬衫上。

别被名字唬住,类脑计算到底解决什么问题

我们现在用的所有计算机,从手机到超算,都是冯诺依曼架构——存储和计算是分开的。说白了就是算的时候要把数据从内存搬到计算单元,算完再搬回去。这个路数跑了快一百年,没问题。但是现在AI不一样,大模型一次推理要搬上亿次数据,大部分功耗都浪费在来回搬数据的路上了。
冯诺依曼架构与类脑计算架构对比图
冯诺依曼架构与类脑计算架构对比图
人脑怎么工作?神经元通过突触传递脉冲信号,存储和计算本来就在同一个地方。整个脑活动才20瓦的功耗,就能处理图像、语言、运动一堆复杂任务。类脑计算的核心,就是模仿人脑的这种工作机制,把存储和计算做在一起,用脉冲信号传递信息,本质就是降功耗。 很多人会误解,说类脑计算就是要造一个和人类一模一样的电子大脑。说实话,至少现在离这个目标远得很。现在做的类脑,其实分两条路:一条是算法类脑,就是把传统人工神经网络改成脉冲神经网络,更符合人脑的工作模式;另一条是硬件类脑,用忆阻器、阻变存储器这类新型器件,直接做成神经元和突触的硬件阵列,从物理层面模仿人脑。 不过话说回来,现在创投圈太喜欢炒概念了,阿猫阿狗都往自己脸上贴类脑的标签,十个项目九个半都是包装出来的。真硬科技没那么多。

产业化落地,已经跑出了哪些真实场景

概念炒了十几年,最近两年终于有能真金赚钱的落地项目了。 国外IBM早年出了TrueNorth芯片,Intel也推了Loihi,国内清华的天机芯已经迭代到第二代,还有几家创业公司也流片成功了。现在用得最多的,不是什么通用超级AI,都是低功耗边缘智能场景——这个地方恰恰是传统芯片的软肋。 去年认识一个做工业物联网的创始人,他们把类脑芯片用到了矿山的井下传感器上。原来的传统AI传感器,要做本地数据处理,三个月就得换一块电池。矿山下换电池,人要下井,还要停产,成本高得离谱。换成类脑芯片之后,一块电池能用三年。算下来,每一千个传感器一年能省几十万的运维成本,甲方拿到直接就签单了。 还有智能可穿戴,现在很多高端手表都能实时做心电监测,原来的方案要把数据传到云端算,延迟高还费流量。用类脑芯片在本地直接算,功耗降了百分之九十,用户体验好太多。
类脑计算芯片边缘端工业监测应用图
类脑计算芯片边缘端工业监测应用图
产业链现在其实还很早期。上游的新型忆阻器器件,良率还上不去,成本比传统CMOS高一大截。中游的芯片设计,工具链都不完善,开发者少,生态根本没做起来。下游也就只有少数对功耗敏感到极致的场景愿意买单,大众市场还没到时候。 现在最大的瓶颈,还是算力上不去。你让类脑芯片跑个GPT级别的大模型,现在根本不可能,性能连GPU的零头都比不上。所以别吹什么颠覆冯诺依曼,现在就是给传统架构补位的。

未来三到五年,类脑计算会走到哪里

未来三到五年,类脑计算会走到哪里
未来三到五年,类脑计算会走到哪里
我接触过不少投资人,开口就问什么时候能出通用类脑计算机,什么时候能取代GPU。这都是想多了。 未来三到五年,我敢说,通用类脑计算机肯定出不来,也取代不了冯诺依曼架构。能跑出来的,全都是细分场景的落地。第一波红利肯定还是在低功耗边缘智能,工业传感、可穿戴、智能家居这些领域,会有越来越多的产品用上类脑芯片。只要能解决真问题,成本慢慢降下来,市场就起来了。 然后第二,大模型那边会慢慢用上类脑计算做优化。现在大模型最大的成本就是推理的电费,未来把大模型中低精度的推理部分,放到类脑芯片上跑,能降一大半功耗,这个需求太明确了。已经有团队在做这个方向的试验了,不出三年应该就能看到商用版本。 再说风险和伦理。很多人说类脑计算会造出来有意识的机器人,这个太遥远了,属于杞人忧天。现在真正要担心的,是两个事:一个是概念泡沫,太多团队拿着类脑的名头骗经费骗投资,把行业名声做坏了,最后劣币驱逐良币。另一个是类脑计算的可解释性比传统AI更差,它的学习机制更接近人脑,出了问题很难溯源,未来应用到医疗、自动驾驶这些敏感领域,责任界定现在还是空白,规则要提前跟上。 说实话,我个人是长期看好类脑计算的。毕竟人脑的能效比比现有计算机高好几个数量级,这个方向肯定没错。但是饭要一口一口吃,不能刚做出来一个几万个神经元的芯片,就喊着要颠覆世界。 它现在不是颠覆者,就是给AI产业补位的新选项。而已。

作者|大讲堂

排版|大讲堂

审核|安然

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