神經形態芯片(仿真人眼與人腦神經元的芯片:Neuromorphic)是由超大規模集成電路(VLSI)發明者之一的Carver Mead在1980年打造的。Mead的創舉最終獲得了美國太空總署(NASA)與國家衛生研究院(NIH)的重視，甚至將1990-1999年定為“大腦年代”(Decade of the Brain)。

 

 

1990年，VLSI發明者Carver Mead將神經形態芯片定義為人腦、感官與運動神經中的電子版神經網絡（來源：Markets-and-Markets）

 

如今，市調公司Markets-and-Markets在其“2616-2022年全球神經形態芯片市場預測”報告中再次宣告“大腦年代”即將來臨——不過，這次他們并未使用這一詞。

 

“實際上神經形態的發展已經有40年的歷史了，但要成為一項廣泛被采用的技術，大概還要10年的時間。然而，高通(Qualcomm)現正開發其Zeroth平臺，瞄準認知運算與機器學習。”該公司的研究人員從2014年開始開發神經形態硬件。在2018年以前，該公司計劃擴展Zeroth平臺的神經形態功能至嵌入式應用，例如穿戴式設備與無人機。

 

如今，高通公司開發出基于Zeroth平臺的Snapdragon（驍龍） 820移動處理器芯片中據說就有這些神經形態功能。因此，即使該公司尚未證實該處理器的硬件規格，但一般預計Snapdragon 820芯片就屬于神經形態的范疇。Markets-and-Markets預計在未來6年內，在高端智能手機與穿戴設備導入這一芯片的態勢，將帶動對于神經形態芯片的需要求。根據Markets-and-Markets分析師Sachin Garg預計，從2016到2022年，針對消費終端產業的整體市場數字將會持續走高。

 

 

從2022年神經形態芯片市場來看，消費市場占據了大部份的比重(圖左) （來源：Markets-and-Markets）

 

除了高通以外，還有其他廠商涉足這個領域，包括從General Vision拆分而來的加州Neuromem 公司。根據 Garg表示，Neuromem是唯一一家授權IP給SoC業者整合神經形態處理功能的公司。

 

另外像“IBM(IBM開發出可模擬人腦的芯片)、英特爾(Intel)、惠普(HP)等巨擘，也都跨足這個領域，為神經形態芯片開發硬件，同時，高通也計劃在2018年以前商用化其認知運算與機器學習平臺Zeroth，從而將神經形態功能整合在嵌入式系統中，”Garg表示。

 

Markets-and-Markets預測，神經形態市場將從2016年的幾百萬美元快速成長，在2022年以前達到幾億美元的市場規模。而這還不包括消費終端產業，而是指由工業檢測、航空、軍事與國防等領域所帶動的神經形態芯片市場需求。因此，這這一市場數字也不包括Snapdragon 820與Zeroth平臺，使其他領域從2016年時幾近于零的市場隨著越來越復雜的高端作業進展而緩步成長，例如更先進的影像識別與分類。然而，根據Markets-and-Markets表示，如果把終端消費市場加進來看的，這一預測數字還得再加3個0。

 

 

Markets-and-Markets預測，到了2022年，亞洲將占據一半以上的神經形態市場（來源：Markets-and-Markets）

 

“整體神經形態芯片市場在2016年時約有12億美元的價值，并以26.3%的復合年成長率(CAGR)成長，在2022年時達到48億美元的市場規模，”Garg表示，“隨著據傳擁有神經形態的高通Snapdragon 820移動處理器芯片推出，神經形態芯片預計將在2016年以前針對高端應用實現商用。因此，消費終端產業預計推動對于神經形態芯片的需求。然而，與大數據(big data)相關應用預計也將在2018年以前導入神經形態芯片。”

 

 

“兆級傳感器”成為主要驅動力量之一

 

根據Markets-and-Markets表示，除了智能手機，神經形態芯片的主要驅動力量之一是“兆級傳感器”(trillion-sensor)經濟的快速成長。連續創業家Janusz Bryzek提出在“兆級傳感器”時代，需要分析內建于傳感器中樞傳感器，以期減少需要上傳至云端的數據量。

 

“2014年總共售出220億顆傳感器。其中，有五分之一的傳感器都必須整合于傳感器中樞，因為傳感器中樞可從不同傳感器中融合塑料。因此，如傳感器中樞的數量通常是感測數量的20%——也就是說，大約有44億個傳感器中樞，這將為2015年時約40億的神經形態芯片帶來成長的機會。另一個驅動力量的云端網絡中心的巨量數據分析成長，因為它需要更高速的實時處理能力，”Garg表示。

 

以芯片的應用來看，在2022年時，影像識別預計將占據超過60%的比重，而數據檢測將占有20%的市場。根據Markets-and-Markets的報告表示，如同傳統的處理器市場，美國、德國、中國與韓國預計將會是神經形態芯片的重要市場，而且在這些市場將以最高的CAGR成長。

 

“雖然，2016年時在航空、軍事與國防、汽車、消費、醫療、金融服務、基礎設施和公用事業等產業中使用神經形態技術的應用并不多，但在接下來的十年，這些產業將開始大量采用神經形態技術，”Garg預期。

 

當然，過去也曾經作過這些預測——最早就是在1990年，我早已深信這些預測是正確的。你認為呢？神經形態時代終于來臨了嗎？