把100亿个神经元塞进指甲盖:我蹲了三年南京实验室才看懂的类脑计算真相

上周三我挤过南京地铁2号线的早高峰,攥着半袋刚从地铁口买的乌饭团,钻进紫金山脚下那栋刷着灰漆的实验室楼。刚进门就被相熟的师兄塞了个东西——凉冰冰的,比指甲盖大不了多少,重量轻得像片梧桐叶。
“新做的类脑芯片,100亿个神经元在里面。”
我当时差点把乌饭团掉地上。

别拿“模仿人脑”当噱头,它根本不需要“聪明”


之前刷到太多发布会吹类脑芯片,说什么能自主思考、能写诗、能帮人做决策,我上次听某厂商的宣讲,说他们的类脑芯片能通过图灵测试,当场就把手里的冰美式呛到了喉咙里。
真的类脑芯片,现在根本不追求“聪明”。
它最核心的优势,是省电。
省到什么程度?之前实验室做过实测,把类脑节点装在城市的消防烟感里,连着跑了整整三年,只换过一次纽扣电池。换以前的通用芯片算,俩月就得喊物业扛着梯子爬上去换,时间久了保安都要跟你急。
为什么能这么省?因为现在的通用芯片,不管你算的是0.1+0.1还是识别一张猫的照片,都要把数据从内存搬到运算单元,算完再搬回去——来回折腾的能耗,比真正计算本身高几十上百倍。这就是大家常提的冯·诺依曼瓶颈。
类脑芯片不搞这套。它的存储和运算单元是长在一起的,就像你大脑里的神经元,平时不用的时候就安安静静待着,只有收到特定的脉冲信号才会被激活,根本不会瞎浪费电。

类脑芯片与人类大脑皮层神经元显微结构对比图
类脑芯片与人类大脑皮层神经元显微结构对比图


我之前总觉得,类脑就是把人脑的结构拍个CT,照着抄到芯片上就行。直到去年帮师姐焊板,焊错了一根引脚,吓得我冷汗都下来——换普通CPU,引脚接错当场就冒烟报废,结果那块类脑芯片开机之后,居然还在正常跑鸟叫识别的任务,只是准确率掉了不到1%。
那一刻我突然懂了,人脑从来不是靠“每个零件都完美”来工作的。你每天掉那么多神经元,不还是该吃吃该喝喝?这种天生的容错性,是现在的通用芯片想破头都学不来的。

它的“笨”,才是真的学懂了人脑的门道


很多人对类脑的误解,是觉得它要像人脑一样,能举一反三,能突然冒出灵感。
根本不是。
现在的类脑芯片,“笨”得很。它就像个刚学会认东西的小孩,给它看一万次猫的照片,它才知道哦,长这样的是猫。你给它看个穿猫玩偶服的人,它大概率会认错。
但这种“笨”,恰恰是它最厉害的地方。
人脑的神经元传递信号,不是像现在的数字芯片那样,要么0要么1,是靠不同强度的脉冲来传递信息的——就像你敲别人的门,轻敲是问问在不在,重敲是有急事,敲的节奏不一样,传递的意思完全不一样。这种脉冲触发机制,才是类脑芯片最核心的设计逻辑。

类脑芯片脉冲神经网络信号传递示意图
类脑芯片脉冲神经网络信号传递示意图


上次实验室那只三花流浪猫,跳上实验台踩了半天键盘,把类脑芯片的脉冲阈值参数全踩乱了。我们本来以为要重跑三个月的训练数据,结果第二天一看,它识别园区里不同品种的猫的准确率,反而涨了两个百分点。
说起来也好笑,上周我带过去的鸭血粉丝汤,放在实验室冰箱里,被它偷喝了半盒,我追着它绕了实验楼三圈,它跳上窗台就对着我哈气。
我当时蹲在实验台旁边愣了三分钟。合着我之前背了四年的“参数要精准调优”的工程常识,在这玩意儿面前全成了死教条?
不过话说回来,这种“不追求绝对精准”的特性,本来就是人脑的常态啊。你记自己昨天中午吃了什么,不也经常记错?但这根本不影响你快速认出迎面走来的熟人,也不影响你算清楚奶茶要加几分糖。

现在谈“取代通用计算机”,还太早

现在谈“取代通用计算机”,还太早
现在谈“取代通用计算机”,还太早

去年秋天在南京办的那场类脑研讨会上,有个头发全白的老教授,上台第一句话就给所有人泼了冷水。
“我们搞了快四十年类脑,现在才刚摸到人脑皮层最表层的那点门道。别天天吹什么颠覆、什么取代,先把手里的实验做扎实。”
我当时坐在后排,手里攥着刚从会场门口买的桂花糕,甜得齁人,突然就觉得之前刷到的那些“类脑元年就要到来”的帖子,全是站着说话不腰疼。
现在的类脑芯片,根本不是用来取代你手里的电脑、手机的。你要打3A游戏,要剪4K视频,要跑大模型推理,现在的通用芯片比类脑芯片好用太多——毕竟类脑芯片现在连复杂的浮点运算都跑不利索,你让它算个复杂的矩阵乘法,它能给你算到天黑。
它真正适合的场景,是那些你根本想不到要换电池、不需要极致精准计算的地方。
比如挂在神农架的树上,24小时听鸟叫,识别是哪种保护鸟类,一挂就是五六年不用下来换电池;比如贴在你后颈的可穿戴传感器,24小时监测你的脑电波,一旦发现异常的癫痫波,就自动给你手机发警报,不用你天天插着充电线;比如装在工业设备的轴承上,24小时听轴承转动的声音,提前预判什么时候会坏,不用每次都停机拆机检查。
我之前总觉得,科技的发展就是要越来越聪明,越来越全能。
直到蹲了三年实验室才发现,很多时候最厉害的技术,根本不是要做什么无所不能的“超级大脑”,而是要学会像人脑一样,在该省力气的时候省力气,该容错的时候容错,不用为了追求100%的精准,把所有的能量都浪费在没必要的地方。
对了,上周师兄给我看了最新的芯片样品,指甲盖那么大,能装下200亿个神经元。他说现在还在测,等测完了,要装在实验室那只三花的项圈上,实时记录它每天爬树、抢猫粮的脑电信号。
我突然就有点期待。
毕竟,谁不想知道一只天天在实验室晃悠的猫,脑子里到底在想什么呢?

作者|科技

排版|科技

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