摸过实验室里的类脑计算芯片后,我敢说你对它的印象全是错的

那天在南京的高校实验室,窗外的梧桐飘了片叶子进来。

刚好落在装类脑芯片的防静电盒上。

旁边带我的博导伸手把叶子捡出去,指尖点了点盒子里指甲盖大的硅片:”别光看纹路,这玩意儿现在在很多实验室的地位,比你桌上那台跑大模型的工作站还金贵。”

别再把它当成”更聪明的AI芯片”了

很多人第一次听类脑计算,第一反应是”哦,就是专门跑大模型的新GPU对吧?”

错得离谱。

现在我们用的所有算力芯片,不管是手机里的CPU,还是服务器上的GPU,本质上都逃不开冯诺依曼架构的老路子——计算单元和存储单元是分开的,每次要算东西,就得先把数据从存储区拉到计算区,算完再把结果拉回存储区存好。就像你每次做数学题,都要把课本从书包里掏出来放到桌上,算完再把课本塞回去,来回跑的路上,一半的精力都浪费了。

现在的算力系统有多费电?跑一次千亿参数大模型的完整推理,耗电够普通三口之家用上小半年。这些电里,真正花在”算”上的其实连30%都不到,剩下的全是数据来回传输的损耗。

类脑计算从根上就不走这条路。它最核心的设计,就是把计算单元和存储单元彻底融在同一个微小单元里,根本没有”来回拉数据”这个过程。

类脑芯片与传统冯诺依曼架构芯片能耗对比示意图
类脑芯片与传统冯诺依曼架构芯片能耗对比示意图

我当时听到这个设计的时候,第一反应是:那这不就是个省电版的AI芯片?

带我的博导翻了个白眼。

省电只是最不值钱的附赠功能。你想啊,人脑满打满算才20瓦的功率,就是个小夜灯的耗电量,能同时处理视觉画面、听觉声音、零散的记忆碎片,还能边琢磨晚上吃什么边应付突然弹出来的工作消息。现在的算力芯片要达到同等的感知处理能力,得拉一整个机柜的服务器,功率得几千瓦。这差的根本不是技术迭代的速度问题,是底层逻辑从一开始就走了两条完全不一样的路。

鸡皮疙瘩当时就起来了。

真的。你天天用手机打游戏,知道高负载下半小时能掉20%的电,结果人脑用20瓦就能扛一整天的高强度思考,这事儿细想起来,比所有科幻片的设定都离谱。

它根本不是要把整个人脑搬去芯片上

刷到类脑相关新闻的时候,总有人在评论区喊”强人工智能要来了!””马上就要造有意识的机器人了!”

真的想多了。

现在全球所有实验室在做的类脑计算,离那个科幻场景远得很。说白了,就是盯着人脑这个经过几百万年自然迭代出来的”最优算力系统”,抄几个最划算、最容易实现的设计技巧而已。

比如人脑里的神经元,不是每分每秒都在满功率放电的。只有接收到的外部信号攒到了某个阈值,它才会”啪”地跳一下,把信号传出去,不然就安安静静待着,一点电都不耗。这跟现在的芯片完全不一样——现在的芯片只要通着电,每个时钟周期都在按固定频率转,哪怕没有数据要处理,也在空转耗电。

再比如人脑里的神经连接强度是动态变的。你经常走的那条回家的路,神经通路就会越用越粗,信号传得越来越快;你很久不用的高中数学公式,对应的神经连接就会慢慢变细,最后你连公式是什么都想不起来。根本不需要把所有连接的权重都存在固定的存储位置里,省下来的空间,全是实打实的效率。

基于脉冲神经网络的类脑芯片工作原理演示图
基于脉冲神经网络的类脑芯片工作原理演示图

上次我跟着团队测一个巴掌大的类脑感知模块,功能就是识别路边的共享单车。

整个模块的功率才10毫瓦。啥概念?就是跟你运动手表上的计步器功耗差不多。之前用传统视觉方案做同样的识别任务,得装个小小的AI处理芯片,功率得几百毫瓦,差了两个数量级。

而且这玩意儿根本不用等摄像头把整个画面都传到处理器里。它在感光的位置就把没用的信息全滤掉了——比如风吹得树叶晃、路灯的灯光闪,这些没用的变化根本不会触发模块,只有真的有移动的单车轮廓出现在视野里,它才会发一个简短的信号出去。

说实话,我当时拿着那个模块,第一反应是,以后路边的摄像头再也不用扯那么粗的电线了?装个巴掌大的太阳能板,说不定就能跑一整年。

别神化它,现在还在”学爬”的阶段

别神化它,现在还在
别神化它,现在还在”学爬”的阶段

每次我跟朋友聊类脑计算,总有人问”那这东西是不是马上就要取代GPU了?以后大模型是不是都能装在我手机里了?”

真的,别神化它。

现在的类脑芯片,最大的坎儿根本不是硬件做不出来,是我们根本还没摸透怎么给它”教东西”。

传统的AI模型走到今天,已经攒了一整套非常成熟的训练流程:从标注数据,到调整参数,到迭代优化,全世界的工程师闭着眼睛都能做。但类脑计算用的脉冲神经网络,很多训练方法都还停留在实验室阶段。你想给它教个识别猫的任务,可能得花好几个月反复调参数,换传统GPU的话,几个小时就训完了。

上次帮博导给一个小的类脑模块调气味识别的参数,整整熬了三个通宵,结果一测试,识别准确率还不如十年前的传统机器学习模型。当时真想把那模块扔去实验室楼下的垃圾桶。

真的。

不过话说回来,哪有什么技术是刚出来就完美的?你现在用的手机芯片,刚诞生的时候不也是连个贪吃蛇都跑不利索?上次我看到实验室的几个本科生,用类脑芯片做了个小小的气味识别装置,能闻出来楼下奶茶店的三分糖和五分糖的区别,整个装置的功率才5毫瓦,连个纽扣电池都能跑半年。

离替代大模型远不远?远。

离我们的生活近不近?近啊。

之前有个做智慧农业的创业者来实验室交流,说想把类脑模块装在大棚里,用来监测农作物的病虫害。之前用传统的摄像头方案,得扯电线、装网关,一个大棚的硬件成本得几千块。如果换类脑的感知模块,整个设备的成本可能压到几百块,装个太阳能板就能用三五年,根本不用人天天去维护。

我当时就想起博导常说的一句话:我们搞类脑计算,从来不是为了造一个跟人一模一样的机器。

毕竟我们连自己脑壳里的意识是怎么冒出来的都还没彻底搞明白,就想靠抄几个神经连接的机制造个有意识的系统,哪有那么容易。

现在做的所有事,说白了就是盯着那个20瓦的人脑参考样本,捡点最实用的技巧过来,先把现在算力系统费电、笨重、传输损耗大的问题解决了。

那天从实验室出来,梧桐叶落在我肩膀上,路边的小店飘来糖炒栗子的香味。我突然就觉得,那些听起来特别遥远的”下一代算力”,其实离我们的日常根本没那么远。

作者|科技

排版|科技

审核|柚子

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