打破冯·诺依曼结构,中国的类脑芯片已经来了!

尤瓦尔·赫拉利的《未来简史》有不少朋友应该读过了,它英文原著的名称其实是Homo Deus, 意为"神化”,说的就是:我们人类,正在一步步进化为神一般的存在,因为,我们开始复制自身,创造新的智慧生命体。硅谷密探最近釆访到的项目又一次让密探深深感到,未来己来。

人工智能技术(AI)现在已是火得不要不要的,各种传感器,机器学习,外围设备五花八门,可是,其核心的数据处理硬件架构仍基于经典的冯·诺依曼结构。冯·诺依曼结构已有七八十年历史,这就好比已经直立行走的智人,仍长着一颗猩猩的脑袋。

这就出现了冯·诺依曼瓶颈,也就是说CPU再快,也要等内存,因为CPU和内存之间的性能差距越来越大。

冯·诺依曼结构

冯·诺依曼结构中,计算模块和存储单元是分离的,CPU在执行命令时必须先从存储单元中读取数据。每一项任务,如果有十个步骤,那么CPU会依次进行十次读取,执行,再读取,再执行... 这就造成了延时,以及大量功耗(80%)花费在了数据读取上,当然多核、多CPU或一些常用数据的就地存储会一定程度上缓解这些问题,但这种中心处理的架构会限制处理能力的进一步发展,好比诺大个北京城,如果所有的政治、经济、文化活动都集中在市中心,为了生活,人们必须穿城而过,任你路修到二十环,还是一个词,堵死。

学术界和工业界出现了向人类大脑学习体系结构的趋势,大脑的处理单元是神经元,内存就是突触。神经元和突触是物理相连的,所以每个神经元计算都是本地的,而且从全局来看神经元们是分布式在工作。

神经元和突触

前几年轰动全球的IBM的仿人脑芯片TrueNorth也模仿了人类大脑的神经元结构,它的计算效率和可扩展性都远超现在的计算机,并且宣称可用于手势识别、情绪识别、图像分类和对象追踪、实时语音识别等领域。

而硅谷密探今天采访的团队AI-CTX,他们的模型基于亿万个可以相互连接的仿生神经元,每个神经元都具有跟人脑神经元类似的电学特性与动态参数,具有简单的运算与存储功能,这些神经元像大脑神经元一样,通过脉冲相互沟通。

在现实层面,他们的每个芯片可以搭载百万个神经元,亿万个神经突触,可以自由扩展的芯片网络又如同大脑皮层的不同的区域,分别在不同的层级上, 可以并行的,同时的处理任务,从而指数型地提高了数据处理的效率。又因各个指令及相应数据都存储在同一芯片中,所有的计算资源不会因为等待存储访问而导致浪费,功耗也比现在基于冯·诺依曼硬件架构的处理器低两到三个数量级。

看看Alpha Go,下一场棋耗电几千瓦,而李世石,大脑只耗20瓦,所以虽然输了,但人类的尊严还算没有低到尘埃里...

李世石对阵Alpha Go

除了运算速度快,能耗低,团队还有一项核心的IP,就是一种特殊的布线方式,使各芯片之间的交流可以突破物理限制,无限的增加新的芯片于原有网络,这样,运算能力也可无限增加。而传统的冯·诺依曼结构,如果要增加CPU的数量,那么CPU之间的沟通是越发困难的,因为运算能力有其上限。

在处理AI领域数据上,AI-CTX团队基于仿生神经网络设计出芯片架构比之冯·诺依曼结构无疑是革命性的,那么市场上是否有用类似方案的对手呢?

与IBM TrueNorth芯片的对比,来自eetimes

CTO 乔宁很自信的说:“Intel,三星等正在研发的加速器类产品在实时处理动态数据速度上比我们慢,能耗还高一个数量级。而跟IBM的TrueNorth芯片相比,我们的模拟神经元具有更复杂的非线性参数,硅面积只有IBM的0.5%,能耗只有10%,基于我们的芯片架构,每个神经元能轻松建立多达8千个连接,而现有IBM Truenorth 芯片只有256个连接。而且我们第一代原型一出来就已经有订单了!”

看他谈吐间一派樯橹灰飞烟灭的架势,我只想说,大神,为国争光啊!

AI-CTX的CTO乔宁

当然,我们也要在这里指出,三星的加速器是做静态图像处理,TrueNorth是一个通用实验芯片,不专门针对任何应用,虽然已经有不少人在开发相应的芯片应用(识别,追踪,决策)。

AI-CTX的芯片不适合处理静态硬盘数据(静态图片及数据),但非常擅长于处理包含时间信息的数据,比如,动态的传感器数据,自然界的自然信号(温度,气压),人体信号(心跳EEG),网络数据,IoT,股票高速决策等数据的处理。

AI-CTX目前的主要切入的应用场景包括实时在线(always-on)的应用,比如低功耗的智能便携设备,移动设备,健康检测EEG,IoT设备,网络安全等。还有另一块是高速低功耗应用,比如自动驾驶,手势识别,声音识别等。更长远来看可以用于大数据处理和深度学习等领域。

AI-CTX团队在中国国家级创新创业大赛中,从两万个团队中杀出重围,勇夺团体第一。

AI-CTX的CEO刘洪杰在大赛现场

凭啥这么牛,看看团队就知道了,CEO刘洪杰是苏黎世联邦理工脉冲仿生视觉的美女博士;CTO乔宁是中科院微电子研究所博士,之后又在苏黎世联邦做芯片开发项目的领导人,十几年电路设计从未失败(嗯,东方不败);首席科学家Giacomo Indiveri教授是神经仿生计算方面的世界知名专家;联合创始人Kyan Eng也是有博士学位,多项专利的成功的连续创业者。哎,怪不得IBM的芯片都被吊打...

密探和AI-CTX CEO刘洪杰(中)、CTO乔宁(右)

资本的嗅觉很敏锐,目前已有几家资本与他们接触了,但名花还没主,有兴趣的投资人可以联系密探。

乔宁博士说,他的梦想是造出有生命的芯片,那一刻,好像有道耶酥光闪过,尤瓦尔·赫拉利的预言在耳边轰然响起...

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,056评论 5 474
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,842评论 2 378
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 148,938评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,296评论 1 272
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,292评论 5 363
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,413评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,824评论 3 393
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,493评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,686评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,502评论 2 318
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,553评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,281评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,820评论 3 305
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,873评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,109评论 1 258
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,699评论 2 348
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,257评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容