DeepMind創辦人:突破人工智慧研究的天花板,關鍵在人類的「大腦」中
DeepMind創辦人:突破人工智慧研究的天花板,關鍵在人類的「大腦」中
2017.07.24 | Google

Demis Hassabis這個名字在人工智慧界絕對稱得上是如雷貫耳。

身為希臘裔賽普勒斯人和新加坡華裔混血的他,在年少時就展現出了極高的過人天賦,年僅十三歲便成為了世界國際象棋大師。不過他的職業生涯並非以人工智慧為起點展開的,畢業於劍橋大學的他最早憑著自己做出的兩部電子遊戲而為人熟知。

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Demis Hassabis。
圖/ 36 氪

他在AI界傳奇之路的開始還要回溯到2010年的9月,那時他在倫敦和另外兩位同事創立了一家人工智慧新創公司。 Demis把自己對於遊戲的熱愛也傾注到了這家剛剛誕生的公司裡,其從創立之初到現在的宗旨始終如一——透過人工神經網路讓電腦以人類的方式學習如何玩電子遊戲。

在拿到Elon Musk等人的投資後,Google一眼發現了這家目標看似莫名其妙的公司的巨大價值,豪擲4億英鎊(當時約合6.5億美元)將他們編入旗下。

這家新創公司,叫做DeepMind。

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圖/ 36 氪

在AlphaGo橫掃李世石和柯潔之後,其在圍棋界已經達到了獨孤求敗的境界。 DeepMind正在逐步將目光轉移到打造應用場景更為廣泛的人工智慧產品上,比如說讓電腦學會關係推理。

近來,Demis Hassabis出山發表了自己對於人工智慧未來看法的見解。

他堅信,若想讓人工智慧完全發揮自己最大的潛力,唯一的途徑是回到神經科學領域,重新深入鑽研人類大腦和智慧的奧妙,從中汲取靈感。

當下,絕大部分的AI系統的核心都只是一層層搭建起的數學模型,其從人類大腦工作模式中得到的啟發相當有限。

我們要明白的是,機器學習並非一把通往所有人工智慧奧秘的萬能鑰匙,其中的細分領域千差萬別。就拿我們最熟悉的語音識別和圖像識別舉例,雖然主觀感覺上它們的工作原理應該十分相似,但其實它們需要不同的數學結構模型;而且最後的成果算法只能用來解決極其具體的個例,應用範圍相當有限。

打造出能打包處理生活中各種大事小事的人工智慧,一直都是機器學習屆長久以來的夙願。但殘酷的真相是,將目前各種偏科生算法(比如有的只擅長語音識別,有的只應付得來圖像識別)拓展成多才多藝的「好學生」的難度,遠遠超乎我們的想像。這很大程度上是因為,人類思想中最為精髓的知覺、想像力和記憶等特質在人工智慧的世界還屬於襁褓期,甚至壓根不存在。

一篇於本週四在神經科學界最為權威的期刊《神經》(Neuron)上發表的論文中,Hassabis和另外三位共同作者指出,若想突破人工智慧應用的天花板,我們必須要對人類自己的智慧有著更為深入的了解。

他們詳細地闡述了為何要提倡採取這種方法。

首先,他們認為,如果我們能對自身大腦的工作機理有著更好的理解,這無疑能極大地拓展我們為人工智慧開發出的數學模型和算法的種類和深度。其次,在構建最先進的AI系統並對其進行海量測試時,我們自身也會反思什麼才是真正的「智慧」,有機會對這個玄奧的問題產生新的理解。

論文花了大量篇幅來回顧神經科學和人工智慧漫長的發展歷程,力圖對這兩者間的關係產生新的認知。他們指出,利用多層人工神經元來理解輸入數據的深度學習和在大量嘗試與失敗的積累中成長起來的強化學習,都與神經科學有著千絲萬縷的聯繫。

這篇論文也犀利地指出,人工智慧領域近期取得的成果依然沒有有效發揮神經科學本身的優勢,更加智慧的AI離不開進一步的人格特徵——比如說對現實世界的直覺認知以及更加有效的學習方式。

Hassabis和他的同事認為,若想解決此問題,還應加強人工智慧和神經科學二者間的聯繫,使它們齊頭並進。 「我想我們一定程度上,在密切關注日新月異的演算法同時,也應回頭看一看神經科學和大腦本身。我們甚至可以利用現有的人工智慧系統來研究大腦的工作機理。」

持有相似觀點的可不只有Demi Hassabis這位AI界真正的大佬一人。紐約大學(New York University)心理學教授及前Uber AI實驗室主任Gary Marcus提出我們可以將在研究孩童認知發展時探索到的知識,應用到機器學習系統的提升之中。

大道理都講完了,但若是想把這些先進的理念轉化到實際的人工智慧應用中去可絕非一件輕鬆的差事。在國外科技媒體《The Verge》對Demis Hassabis的專訪中,他說道:

「人工智慧和神經科學儘管同源,曾有著緊密的聯繫,但現在它們都已經成為了體量極其龐大的專業學術領域。舉例來說,神經科學方面的專業論文正在以每年5萬篇的速度高速成長。」

不要說在兩個領域均成為泰斗級人物,若是能在其中一個領域成為專家都已經是相當了不起的成就了。

Demis Hassabis和DeepMind希望能尋找在兩方面都有著深厚功力的人才,構建起人工智慧和神經科學間的橋樑,以簡潔的方式向世人揭示它們之間的緊密關係。

本文授權轉載自:36 氪

關鍵字: #DeepMind
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晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局
晶片裡的「隱形守護者」!從車用、物聯網到AI人工智慧,看上峰科技如何靠I-fuse®打開新局

在電動車的感測系統、物聯網中的無電池標籤,以及AI伺服器的高速記憶體修復技術中,都有一個極其微小、幾乎難以用肉眼辨識的元件,默默地發揮關鍵作用。它負責確保系統功能的正確運作,並保護資料的安全性。這個不起眼卻不可或缺的元件,就是「單次可燒錄記憶體」(OTP)。

想像一下,當你坐在自動駕駛的電動車裡,這台移動的智慧裝置正以每小時100公里的速度行駛。它的感測系統、電池管理與安全控制,全仰賴晶片裡的數十億個電晶體協同運作。然而在這些肉眼不可見的微觀世界中,有一個被稱為「功能保險絲」的關鍵元件,如果它的數據在出廠後因高溫或電壓變化而悄悄「跑掉」,將可能在高速行駛下可能造成無法挽回的危險 。

當晶片製程往先進節點發展,傳統OTP技術隨製程微縮而暴露出可靠度與壽命的瓶頸。過去在成熟製程表現穩定的方案,進入7奈米或更先進的製程後,讀取壽命竟從理論上的「無限次」驟降至僅能維持數秒,突顯現有技術難以因應先進製程需求,對需要長期穩定運作的車用與工業應用而言是不可承受的風險。作為矽智財供應商的上峰科技,正是專注於這項關鍵技術的代表之一,其專利OTP技術已被應用於車用電子、物聯網裝置、AI與高可靠性工業設備等多個領域,為全球客戶提供穩定且可持續的解決方案 。「我們的目標是讓OTP在先進製程中一樣可靠,甚至比以前更好。」上峰科技創辦人暨董事長莊建祥開門見山地說。

以電遷移取代爆炸,上峰科技重寫OTP的可靠性

不同於傳統電子熔絲(eFuse)依靠高電流「爆炸式」燒斷導體,或反熔絲(Anti-fuse)以高電壓擊穿氧化層,上峰科技的I-fuse®解決方案採用低於熔斷點的熱輔助電遷移機制。簡單來說,就是用較低的電流與電壓,讓金屬原子在導線內緩慢遷移並改變阻值,而不是粗暴地炸斷它。

莊建祥解釋到,不同於eFuse的「爆炸式」斷裂,I-fuse®的方式更像是一種「緩慢推動」金屬原子的遷移,過程溫和卻能精準改變阻值。因為沒有爆炸,自然就沒有金屬碎屑或自我接回的風險,編程狀態因此能長期保持穩定;而在過程中所需的電壓與電流也遠低於傳統技術,無需高壓電路與內建電荷泵,讓系統設計更簡潔、功耗更低。

他進一步談到,I-fuse®還能在讀取過程中模擬燒錄狀態,所謂的"假燒”,產生類似靜態隨機存取記憶體(Static Random-Access Memory, SRAM)的重複讀寫測試模式,對整個OTP區塊進行全面檢測,確保每一顆出廠的OTP在進入車用或其他高安全性應用之前,都已經通過完整的可靠度驗證,以達成"零缺陷”。過去十多年,I-fuse®已在多種製程節點完成驗證,包括成熟製程與高介電常數金屬閘極(High-k Metal Gate, HKMG)節點。2023年,上峰科技也曾宣布I-fuse®成功在12奈米鰭式場效電晶體(Fin Field-Effect Transistor, FinFET)製程完成矽驗證,不僅延續低成本與設計彈性的優勢,也證明即使在先進製程下,仍能以極小面積支援業界優異的低操作電壓,且無需額外光罩與電荷泵。

不過隨著製程微縮,金屬線寬與高度同步縮小,對爆炸式燒斷的OTP而言是嚴峻挑戰,卻讓 I-fuse®的電遷移機制更得心應手,莊建祥表示當線條越細,越容易在低電壓下完成燒錄,因此上峰科技有足夠的信心能直接從12奈米跨入7奈米,並規劃向3奈米、甚至環繞式閘極(Gate-all-around, GAA)與FinFET架構前進。

計畫助攻跨入7奈米,I-fuse®應用版圖持續擴張

上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
上峰科技聚焦標準邏輯製程,I-fuse® 助力解決晶片製程轉換關鍵挑戰。
圖/ 數位時代

而這次的跨越,正是因為有經濟部產業發展署推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)協助。莊建祥坦言,對規模不大的IP業者而言,先進製程開發風險高、投入成本大,如果沒有外部資源挹注,很難同時負擔研發與驗證。「晶創IC補助計畫」不僅減輕了資金壓力,更讓上峰科技能集中火力解決7奈米製程的關鍵挑戰,包括更嚴格的設計規範與更密集的繞線限制。

「只要製程允許,我們的技術就能做。」莊建祥強調,I-fuse®採用晶圓廠提供的標準邏輯製程材料,不需改變製程或額外光罩,因此對製程轉換的適應速度遠優於其他OTP技術。「別人可能要花三、四年才能適應新的製程架構,我們幾乎可以無縫切換。」

OTP雖小但其用途極廣。在車用感測器中,它是確保不同零件出廠後能進行精準校正的關鍵;在 AI 伺服器與高速運算晶片裡,它能修補記憶體陣列中損壞的位元,延長晶片壽命;在物聯網無電池的裝置中,I-fuse®以極低讀取電壓(0.4V / 1µW)就能運作,適合能量收集環境。莊建祥更明確指出,I-fuse®未來將持續鎖定Wi-Fi裝置、微控制器單元(Microcontroller Unit, MCU)等對低功耗與高可靠性有高度需求的市場,與現有的車用與工業應用形成互補布局。

在全球晶片供應鏈中,OTP 是與輸入/輸出函式庫(I/O Library)、標準單元庫、靜態隨機存取記憶體編譯器(SRAM Compiler) 並列的「四大基礎 IP」之一,幾乎每顆晶片都需要。掌握這項技術,不僅是產品設計的靈活度,更關乎先進製程的導入速度與成本控制。上峰科技的策略是在穩固現有國際客戶基礎上,藉由「晶創IC補助計畫」加速進入7奈米,並持續向更先進節點前進。透過低功耗、高可靠性的 I-fuse®,讓臺灣有機會在先進製程OTP技術上,取得與國際一線供應商並肩甚至領先的地位。

「我們希望成為各種應用場景中,最可靠、最靈活的OTP解決方案。」 莊建祥說。從成熟製程到 7 奈米,從車用到AI與IoT,這顆小小的OTP正承載著臺灣在先進製程中的另一項關鍵優勢。

|企業小檔案|
- 企業名稱:上峰科技
- 創辦人:莊建祥
- 核心技術:專注於OTP矽智財的研發
- 資本額:新台幣2億元
- 員工數:46人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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