张佳欣

随着现代计算机对于电力的需求急剧增加，众多科技公司正寻求创新性解决方案来提高能效。但人类是否有可能设计出全新的计算机系统，在节能环保上取得质的突破呢？

这是脑芯公司的AKIDA神经形态芯片，图片来源：BrainChip官网

有一些公司给出了积极的答复。他们在应用神经网络模拟技术，来制作与人类大脑思维相似的计算设备，它们被称为“类脑计算机”或称“神经模拟计算机”。这种革新性技术旨在模仿人类的大脑进行信息处理的方式，可能会在人工智能（AI）、机器人等多领域内引起革命性的变化。

“最终态的人脑或是电脑”

据今日物理网报道，人脑运行的功率约在12到20瓦左右，这相当于人体代谢率中的20%；相比之下，有些台式电脑功率为175瓦，英伟达H100等尖端AI加速器功率高达300至700瓦。

在神经形态计算中，电子装置被用来模仿神经元以及突触的结构和功能，并通过类似大脑组织的方式相互链接。

神经形态计算装置的设计独具特色：它不像传统的电脑那样配置专门用于存储和运算的数据与硬件组件，而是在芯片中为每一个神经元都安排了一块区域，这样就可以实现将这些任务同时在单一的计算机处理器上执行的功能，从而省去了传输数据的过程，大大降低了能量消耗并加快了处理速度。

其次，传统的计算体系结构中，每一部分都会保持打开状态并可以和其他任意部分相互通信；而在模仿神经网络形态的系统里，模拟的神经元以及其接合点（突触）仅当有需要时才会被激活，并且这样能节省能源。私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596

此外，现代电脑是由“1”与“0”这两个二进制数字组成的，用来表示数据；然而我们的大脑中的电信号却不仅仅是这些，神经形态计算机同样能够模拟出这样的过程。

硬件和软件构成双支柱

神经形态计算机依赖两大关键技术：硬件与软件。

在硬件领域，科学家们正致力于开发专用于人工神经形态的芯片。比如，英特尔于2021年发布的原型神经形态芯片Loihi 2就是一个例证。这款芯片的面积仅为31mm²，最多可容纳100万个人工神经元单元。

4月份，英特尔宣布其打造了全球最大的拟态系统Hala Point，以支持类脑AI研究。该系统基于Loihi 2处理器构建，包含高达11.5亿个神经元和1280亿个突触，运算速度可达人类大脑的两百倍。英特尔声称，Hala Point中的神经元数量等于猫头鹰的大脑容量，并且是目前世界上最大的拟态计算系统。

除了英特尔公司，IBM也去年推出了自己的类脑芯片原型“北极”（北辰）。“北极”是“真北”芯片的升级版，“真北”芯片的速度和节能性能都是行业领先的。现在，研究团队正致力于将这些更先进的芯片组合起来，组成更大的系统。***私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596***

此外，专注于规模较小神经形态的公司在研发方面也不乏身影，包括澳大利亚AI芯片制造商BrainChip和中国的初创公司SynSense，还包括了以研发神经形态处理设备而著称的荷兰企业Innatera。

在软件领域中，当前正研究的各种算法和技术系统都以模拟人类智能的方式进行设计，比如人工神经网络和深度学习技术等。

商业用途前景良好

英国广播公司报道指出，神经形态计算机在未来可能将用于商业的主要领域主要为两大类别：一是为人工智能应用程序提供节能性能更优的平台，包括图像与视频分析以及大型语言模型的语音识别等功能；二是采用边缘计算技术来“边缘化”计算设备，提高自动驾驶汽车、可穿戴技术和机器人等物联网装置的工作效率。

然而在神经形态计算发展过程中依然存在着许多技术障碍。其中软件开发成为最大的难点之一，因为这种设备需要适应它们独有的运行需求。尽管硬件已经逐渐成熟但如何以崭新编程方式激活其潜力仍然是一个亟待解决的课题。另外成本也是个挑战硅基芯片或其它材料制造新的神经形态芯片都需要高额投入。

德国科技公司 SpiNNcloud Systems 在5月宣布，正在研发一款名为 SpiNNaker2 的神经形态超级计算机，能够模拟至少100亿个神经元，并计划将这款具有人脑原理的混合 AI 高效能电脑系统商业化运作。这标志着在神经形态计算领域注入了新的活力。

来自牛津大学的神经形态计算领域的专家托尼·坎耶恩表示：尽管还未见到“超级武器”级别的应用出现，但神经形态技术在未来将对提升能效和运算能力带来巨大促进。随着时间推移，这一技术将会被广泛运用到多个领域中去。