把1.4公斤的大脑逻辑塞进芯片?类脑计算根本不是你想的那样

上周蹲在中科院苏州纳米所的实验室里,盯着一块指甲盖大的芯片发了十分钟呆。

旁边的研究员递过来半杯凉掉的美式,说这玩意儿跑一整晚的视觉识别任务,总功耗还不到50毫瓦,还不如我手机充十分钟电耗的多。

我当时第一反应是扯吧?

要知道现在随便一块跑大模型推理的GPU,满负荷转的时候,风扇响得像要起飞,功耗顶好几百瓦,两者差了快四个数量级。

这就是大家说的类脑芯片。

不是造人工大脑,是抄它的省电作业

很多人第一次听”类脑计算”,第一反应是”哦,就是要做个和人一样聪明的AI,以后能自己写代码、自己谈恋爱?”

真不是。

类脑计算的核心从来不是复刻一个能思考的人脑,而是把人脑”低功耗、存算一体”的逻辑拆出来,用到那些传统芯片跑不动的场景里。

现在我们用了快80年的芯片架构,本质上是把计算单元和存储单元分开的——算数据的地方不存东西,存东西的地方不算数,每次算都要把数据从存储区搬到计算区,搬来搬去的过程,耗掉了90%以上的电,真正用来算的电还不到10%。

但人脑不是这样的。

你看到路边的猫,从认出”这是我家猫”到做出反应,总共才花几百毫秒,整个过程的功耗,还不如一颗小灯泡亮一秒的电多。因为我们的大脑里,计算和存储是长在一起的,神经元接到信号就放电,没信号就安安静静待着,根本不会像现在的芯片那样,不管有没有用,所有晶体管都在满负荷空转。

类脑芯片与传统冯诺依曼架构功耗对比示意图
类脑芯片与传统冯诺依曼架构功耗对比示意图


我之前算过一笔账,现在跑一次千亿参数大模型的完整推理,单次功耗差不多是2-3度电,看着不多,但要是每天有几千万人刷一次AI生成的内容,一年下来耗的电,够一个小县城用大半年。

说真的,之前看大模型的电费账单的时候我都心疼,这哪是做技术,这是给电网交保护费。

那些吹得太满的话,得踩个刹车

现在网上关于类脑计算的说法,有一半是吹过了头的。

比如有人说类脑芯片马上就能取代GPU,跑现在的大模型,把AI的成本打下来。

拉倒吧。

现在最成熟的几款类脑芯片,单颗的神经元数量也就几百万到一千万,人脑皮层的神经元是140亿个,差着好几百倍。别说和人比,连果蝇的脑子都赶不上——果蝇整个脑的神经元是10万个,人家能在风里飞、找吃的、躲天敌,整个脑子的功耗才几毫瓦,我们现在堆了几十颗类脑芯片,才勉强复刻出”看到亮的地方就往那边爬”的简单反应。

果蝇全脑神经元连接荧光成像图
果蝇全脑神经元连接荧光成像图


还有人说类脑计算以后能做人脑接口,直接把知识拷进脑子里。

那更是远得没边的事。现在我们连人脑里的记忆是怎么存的都没搞明白,谈什么拷贝?

但这也不代表类脑计算没用。

它最擅长的,从来不是那种需要海量算力反复训练的通用任务,而是低功耗、实时、不需要反复来回传数据的场景。比如装在野外的森林火灾传感器,挂在树上靠太阳能供电,用类脑芯片本地识别烟和火焰的信号,不用把画面传到千里之外的云服务器,全天24小时开着,耗的电还不如个光控小夜灯多,换做传统的传感设备,每个季度就得护林员爬树上去换一次电池,跑上几个月人都累瘦了。

再比如你戴的智能手表,用类脑芯片本地算心率、识别你是在走路还是在睡觉,不用每次都把数据传到手机上算,充一次电能用半个月,再也不用天天揣着个充电器找插座。

现在卡壳的地方,根本不是硬件

很多人以为类脑计算现在发展慢,是因为芯片造得不够好。

真不是。

现在类脑芯片的最大瓶颈,从来不是硬件的算力上限,而是配套的软件生态太薄弱。

你想啊,现在大家给GPU写程序,有现成的工具链,有十几年攒下来的开源项目,有铺天盖地的教程,哪怕是个刚学编程的学生,照着教程敲几行代码,就能跑个简单的AI模型。

但类脑芯片呢?

你要给它写个程序,得先懂脉冲神经网络的逻辑,得知道什么时候给神经元发信号,怎么调整不同连接的权重,每次换个新版本的芯片,之前写的代码可能就得重写一半。

上周和一个做类脑算法的博士生聊天,他吐槽说自己现在最愁的不是模型精度不够,是实验室新换了一款芯片,之前调了半年的算法跑不起来,毕业都快被延了。

这就好比你造了个特别省油的太阳能汽车,结果全世界的加油站都是给汽油车加油的,连个专门的停车位都没有,谁愿意花大价钱买啊?

其实也不用把类脑计算捧成什么下一代计算的终局。

现在的冯诺依曼架构从40年代用到现在,不也还在不断迭代吗?从最早的电子管计算机,到现在的3nm芯片,性能涨了上亿倍,也没被谁轻易取代。

类脑计算也不是要把传统芯片都换掉。

它就是找了个自己的位置。

那些对功耗不敏感、需要海量算力的任务,还是交给GPU、交给超算去做;那些对功耗特别敏感、需要实时反应、不方便传数据的场景,就交给类脑芯片去跑。

比如放到火星上的探测器,总不能带个核反应堆上去给芯片供电吧?用类脑芯片,靠太阳能板就能跑,拍回来的照片自己先筛一遍,把没用的噪点、模糊的画面都删掉,只把有价值的信号传回地球,省下来的带宽和电,能多拍好多张照片,多做好多实验。

不用神化。

也不用看不起。

技术哪有什么一夜翻盘的神话。

都是慢慢在具体的场景里,找到自己的位置的。

作者|科技

排版|科技

审核|小准

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