NASA前掌门蛰伏10年 打造非冯·诺伊曼架构芯片

丹尼尔·戈尔丁

戈尔丁认为，与当前基于冯·诺伊曼计算机架构的芯片相比，KnuEdge的神经芯片在成本和能耗方面具有更大优势。在冯·诺伊曼架构计算机中，存储器和处理器相互分离，通过总线相连。过去几年，通过以更高的速度在总线上传输越来越多数据，冯·诺伊曼架构计算机的速度不断提高。但是，计算机速度受到总线数据吞吐量限制，造成计算机科学家所谓的“冯·诺伊曼瓶颈”。IBM已经意识到这一问题，成立了一个研发团队开发与人脑类似的数据中心芯片。KnuEdge和IBM开发新型芯片，目的都是应对由人工智能和机器学习带来的数据爆炸。

KnuEdge的工作与IBM相似，但两者只是“形似”，因为两家公司采用不同的方法。戈尔丁在接受VentureBeat采访时说，公司已经获得2000万美元营收，正在与超大规模计算公司，以及航天、银行、医疗、宾馆和保险行业的财富500强公司积极接洽。他表示，KnuEdge的使命是推动计算产业发生翻天覆地的改变，“它起源于一次火星任务”。

10年助跑

KnuEdge首款芯片集成有256个内核

2000年，戈尔丁意识到控制太空飞船的指令延时过长，因此太空飞船必须能自主运行。他估计，一次火星任务需要的软件将挑战科技极限，代码将超过数千万行，“软件的成本太高了，这是一个大问题，是我们国家难以承受的”。戈尔丁遂萌生开发新型芯片之意。

戈尔丁2005年创办KnuEdge，并获得了长期投资，“我与投资者接洽时就明白，我们不能走传统的硅谷融资之路(投资后迅速获得回报)。我要开发的是革命性技术，为新一代机器学习系统开发未来的工具，改进人机交互界面。我们的董事会成员都是传奇性的商人和技术专家，我们清楚会有一个长达10年的助跑期。”但戈尔丁没有披露KnuEdge董事会成员身份。

安全的语音识别技术

KnuEdge芯片是更大平台的一部分。戈尔丁说，KnuEdge还将发布KnuVerse——军用级语音识别和认证技术，它将使语音技术用于下一代计算系统。

尽管过去5年语音技术市场在Siri、Cortana、Google Home和Echo等语音助手推动下呈现爆炸性增长态势。但是，受安全和噪音问题影响，大多数商业性语音技术团队的愿景尚未实现。KnuVerse解决方案基于获得专利的语音识别技术，适用于噪音非常大的环境。安全的语音识别技术可以应用于银行、娱乐和宾馆行业。

KnuEdge表示，无论用何种语言，只要对着麦克风说上数个单词，计算机、移动应用和物联网设备就能对用户身份进行认证，这一过程不会受到环境噪音的影响。除KnuVerse外，KnuEdge还面向开发者发布了Knurld.io开发工具和一款基于云计算的语音识别和认证服务。通常情况下，把这一服务整合到应用中只需2小时。

KnuEdge公布了支持LambdaFabric技术的KnuPath芯片。这是KnuEdge开发的首款芯片，采用相对落后的制造工艺，集成有256个内核，每个内核相当于一个微型数字信号处理器。戈尔丁说，LambdaFabric使每个内核能即时连接在一起，有助于克服当前多核芯片面临的其中一大主要问题。LambdaFabric能够连接至多51.2万个设备，使得系统可以适应对处理能力要求最高的计算环境。信号在不同机架间传输时，LambdaFabric延迟仅为400纳秒。整个系统能耗相当低。

人脑以极低能耗完成大量计算任务的生物学原理，是KnuEdge所有设计的基础。KnuPath芯片基于戈尔丁所谓的“异构稀疏矩阵机器学习算法”，运行利用C++编写的软件。编程人员可以让每个内核运行不同算法，使内核能并行运行。戈尔丁称，这是一种多输入、多数据设计，“使我们能获得所需要的处理能力”。

KnuEdge的KnuPath芯片

市场研究公司Tirias Research首席分析师鲍罗·泰奇(Paul Teich)在一份声明中说，“KnuEdge脱离 隐身模式 ，目的是利用其全新语音和机器学习技术，解决物联网、基于云计算的机器学习和模式识别领域的关键难题。”

首款芯片问世

戈尔丁今天表示，KnuEdge计划展示其设计。KnuEdge去年12月份完成首款芯片设计，将向潜在客户分享芯片。戈尔丁说，首款芯片采用32纳米工艺制造，尽管采用了相对落后的工艺，但其处理能力仍然相当强大，性能是同类芯片的2-6倍，“人类大脑有数千亿个神经元，每个神经元与至少1万-10万个神经元相连。人脑是世界上效能比最高和处理能力最强大的计算机”。

KnuEdge在设计新版芯片。KnuEdge通过出售原型系统创收，每块主板集成有4个芯片。

在谈到与IBM的竞争时，戈尔丁说，“我认为我们做出了正确的选择，选择了正确的方向。IBM的方法不同于我们。我们不针对任何人，我们只是面向未来发展。”

KnuEdge有100名员工，戈尔丁表示，KnuEdge外包了几乎所有工作。他说，KnuEdge计划今年末或明年初进行新一轮融资。KnuEdge合作伙伴包括加州大学圣迭哥分校。

戈尔丁称，有了能处理自然语言的计算机系统，许多不能看书或写字的人将能更轻松地照料他们自己，“我希望能够利用机器学习帮助人们沟通和谋生。这仅仅是个开端，这一领域相当于当年的西大荒。我们正与所有大公司沟通，它们对此非常兴奋”。

KnuEdge技术的一个范例应用是具有更高自我感知能力的房间，如果房间内发生异常，KnuEdge系统可以对异常情况进行分析，确定是否需要向房主报警。

在谈到KnuEdge的技术能否用于将人类送上火星时，戈尔丁表示，“这一技术向远征火星的人员或组织开放。如果KnuEdge的技术被用于将人类送上火星，我会很高兴。”