巷口咖啡厅的奇思:类脑计算为什么不是“抄人脑”

上周去南京珠江路老巷子里的咖啡馆找朋友,对方是做芯片设计的,牛仔裤沾着点不知道哪来的硅尘,头发稀得能看见发旋。一坐下就聊到最近炒得很热的类脑计算,我刚说一句“是不是就是把芯片做成大脑的样子抄人脑结构”,他一口冰美式直接喷在餐巾纸上。

大多数人对类脑计算的第一印象,错了

说实话我之前也这么想,看了几篇通稿,就觉得现在科学家要攒出一个人造大脑出来,把860亿神经元全连起来,就能马上变超人。结果朋友说,哪有这么浪漫。 我们用了几十年的冯诺依曼架构,核心痛点就是存储墙——计算和存储是分开的,你要算什么,得把数据从存储里搬到计算单元,算完再搬回去。来回跑这一趟,不仅慢,还费电。当年AlphaGo赢李世石那盘棋,整盘下来耗了快一千度电,换成人脑,哪怕你算一天奥数题,也就耗掉一个香蕉的热量,差了快六个数量级。 类脑计算的核心,从来不是一比一复刻人脑,而是模仿人脑“存算一体”的工作方式。人脑的神经元本身,就同时带存储和计算的功能,想到哪就算到哪,不需要来回倒数据。这才是类脑计算最初的起点,不是造个假脑子,是解决我们现在架构绕不开的耗电老问题。 朋友随手在餐巾纸上画了个很糙的示意图:左边是传统架构,像个老超市,存货的仓库和收银台完全分开,每次结账都要从仓库调货,人多了直接堵在门口动不了。右边类脑架构,每个货架自带收银台,拿完就能结,根本不用扎堆排队。这么一说,我瞬间就懂了。
冯诺依曼架构与类脑计算存算一体对比图
冯诺依曼架构与类脑计算存算一体对比图

现在的类脑计算,已经能落地做什么?

别觉得这都是实验室里骗经费的概念,真不是。现在很多低功耗的边缘智能设备,已经偷偷用上类脑方案了。 比如放在深山里的生态监测摄像头,靠一块巴掌大的太阳能板就能一整年不停机,要是换传统芯片,别说一年,一个月就得找人爬山换电池。为什么?因为类脑芯片只有检测到陌生目标的时候才会全功率跑起来,平时就是低功耗待机,和你我发呆放空的时候差不多,不会瞎耗电。 还有做机器人触觉识别的,用类脑方案,摸一下物体就能分出来是塑料还是棉布,反应速度比传统架构快很多,耗电只有原来的十分之一。这种性能放在需要实时反应的服务机器人上,真的太香了。
野外监测用低功耗类脑智能摄像头实拍
野外监测用低功耗类脑智能摄像头实拍
不过话说回来,别听那些吹风的,说类脑计算马上就要取代CPU GPU了,哪有这种事。你现在写文档,做PPT,打游戏,传统架构快得很,成熟度不知道高到哪去,类脑根本比不了。它就是补了传统架构的短板,在那些对功耗要求高、需要实时做感知推理的场景,才轮得到它出马。不是谁取代谁,是搭伙干活。对吧。

我们离好用的类脑AI,还有多少坑要填?

我们离好用的类脑AI,还有多少坑要填?
我们离好用的类脑AI,还有多少坑要填?
最大的坑,其实是我们自己都没完全搞懂人脑。现在说模仿人脑,也就模仿了个最表层的存算一体和神经元连接,人脑突触到底怎么调整、记忆怎么存、情绪怎么影响决策,我们现在知道的还不到十分之一。连模仿对象都没摸透,你说难不难。 硬件上的坑也够头疼。现在做类脑芯片常用的忆阻器,良品率一直上不去,一块大一点的芯片做出来,一半以上用不了,成本降不下来,就没法大规模量产到消费级设备里。 软件更头疼。我们现在所有的AI算法,全都是给冯诺依曼架构写的,大模型也好,小模型也好,全是适配原来的体系。要重新做一套适配类脑架构的算法框架,整个生态都要推倒重来,哪有那么容易。多少博士生读了四五年,就熬出来一个能跑小网络的原型,说出去都没人信有多熬人。 我上次刷到一个新闻,说国内团队做了亿级神经元的类脑芯片,能跑端侧小大模型,当时还挺惊喜的。终于不是天天吹概念,拿出实在东西了。 不过话说回来,现在很多人一提到类脑计算,就把它和通用AI绑在一起,说造出来类脑芯片就有真正的自主智能了,我倒是觉得没必要这么急。现在大模型堆参数堆得疯,一张训练卡好几万,训一次模型几百万电费,普通人用个AI还得联网等半天,要是类脑计算能先把终端AI的功耗降下来,让我们的智能手表、门锁、汽车都能跑本地AI,不用什么都传去云端,这就已经赚大了。 走出咖啡馆的时候,朋友说,现在做这个行当,就像摸黑走胡同,不知道前面有没有出口,但大家都愿意走,因为知道原来的路,走不远。风刮过巷子口的梧桐树,落了一片叶子在我空了的咖啡杯里。我想也是,比起堆参数的狂欢,这种慢腾腾的拓荒,反而更值得等下去。

作者|科技

排版|科技

审核|见微

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