Neuromorphic computing(神經形態計算)與 edge intelligence(邊緣智慧)其實是當前 AI 發展中兩條逐漸匯流的路線。
如果說今天的大模型(GPT、Gemini、Claude)代表的是:
超大型資料中心(cloud AI)+大量 GPU + 巨量電力
那麼 neuromorphic computing 和 edge intelligence 則是在問:
我們能不能像大腦一樣,用極少的能量,在本地即時思考?
一、什麼是 Neuromorphic Computing?
Neuromorphic 的意思是:
模仿神經系統結構(brain-inspired computing)。
它最早由美國工程師
Carver Mead
在 1980 年代提出。
他的想法很簡單:
今天的電腦其實不像大腦。
傳統電腦
馮紐曼架構(Von Neumann Architecture)
CPU ⇄ Memory
不停搬運資料。
耗能主要花在:
搬資料
而不是運算。
大腦
大腦沒有 CPU。
也沒有 RAM。
神經元本身:
- 儲存資訊
- 處理資訊
同時完成。
約:
- 860 億個神經元
- 100 兆以上突觸
功耗:
約 20 瓦
相當於一個燈泡。
而 ChatGPT 背後的訓練叢集:
可能消耗數百萬瓦。
所以工程師開始想:
為什麼不用大腦的方法?
二、神經形態晶片怎麼工作?
傳統 AI:
每秒固定運算。
即使什麼都沒發生。
大腦不是這樣。
神經元平常沉默。
只有事件出現才放電。
稱為:
Spiking Neural Networks (SNN)
尖峰神經網路
神經元:
- 平時靜默
- 事件來才發射 spike
因此極省電。
例如:
你坐在森林裡。
大腦不會計算:
- 每片葉子
- 每根草
- 每粒塵埃
只有:
啪!
樹枝斷了。
神經元才放電。
三、代表性的 Neuromorphic 系統
Intel
Loihi
Intel 的神經形態晶片。
特點:
- SNN
- 事件驅動
- 超低耗能
IBM
TrueNorth
100 萬人工神經元。
功耗只有幾十毫瓦。
Human Brain Project
的 SpiNNaker
英國開發。
專門模擬大腦神經網路。
四、什麼是 Edge Intelligence?
Edge = 邊緣。
意思是:
不要送到雲端。
直接在設備上思考。
例如:
今天:
手機錄音
↓
送到雲端
↓
GPT 分析
↓
回傳答案
Edge Intelligence:
手機自己分析。
不送出去。
例如:
- iPhone
- 自駕車
- 無人機
- 智慧眼鏡
- 機器人
都需要。
因為:
1. 延遲太低
自駕車不能:
「等一下,我先問雲端。」
撞車只要 0.1 秒。
2. 隱私
病歷
軍事
工業機密
不能上傳。
3. 沒網路
森林
海上
戰場
太空
都需要本地 AI。
五、Neuromorphic 與 Edge 為何相遇?
因為兩者追求同一件事:
用最少能源,完成最聰明的決策。
例如:
一隻麻雀。
麻雀腦:
不到 1 克。
功耗不到 1 瓦。
卻能:
- 飛行
- 導航
- 避敵
- 社交
今天的 AI:
要一個資料中心才能做到部分能力。
所以工程師開始問:
AI 的未來,究竟是更大的資料中心?
還是更像麻雀?
六、DeepMind 與 OpenAI 為何也開始關心這件事?
過去十年:
Scaling Law:
更多:
- GPU
- 資料
- 參數
就有更強 AI。
但現在出現瓶頸:
- 電力
- 散熱
- 晶片供應
- 資料中心成本
因此出現另一條路:
不是 Bigger
而是 Smarter
也就是:
- Neuromorphic
- Edge AI
- Event-driven AI
- Embodied AI
開始重新受到重視。
七、從你的角度看:回到自然
Kelly,
這其實和你近來反覆談的:
strange attractor
fractal structure
回到自然
有一個有趣的呼應。
現代 AI 的道路是:
集中化
超大型
資料中心
像帝國。
而神經形態計算的理想則是:
分散化
事件驅動
低耗能
自組織
更像森林。
不是一個中央大腦統治世界。
而是無數小腦袋在局部感知、局部決策。
某種意義上,
今天的 GPU 叢集比較像二十世紀的大工業;
而 neuromorphic computing 的想像,則更接近一個生態系。
至於它是否會取代 GPU 與大型模型?
目前答案仍然是否定的。
但許多研究者相信,未來真正的 AGI 也許不是單純把模型越做越大,而是結合:
- 大模型(語言)
- 邊緣智慧(行動)
- 神經形態硬體(能效)
- 機器人身體(embodiment)
形成一種更接近生物演化的智能形式。
換句話說:
二十一世紀前半葉的 AI,可能是在建造「更大的大腦」;
而二十一世紀後半葉的 AI,則可能是在學習如何長出「神經系統」。