沉睡70年的苏联技术,竟被华为唤醒?这一次,芯片行业又要变天了么?
上世纪50年代,苏联科学家曾尝试用三进制(0、1、2)替代传统二进制设计计算机,但因技术局限与历史原因,最终被二进制体系碾压。
然而,华为2025年3月公布的一项专利(CN119652311A),让这一沉寂半个多世纪的芯片技术涅槃重生。
三进制VS二进制
华为的三进制专利早在2023年9月便申请,在今年3月才公之于众。
相比传统计算机基于二进制(以电路的通断(0/1)构建数字世界),华为的三进制设计引入了“无电荷”或“中间态”,数学上可表达为-1、0、1的对称体系。
单从逻辑复杂度看,三进制单变量函数从二进制的16种跃升至27种,这意味着相同算力任务下,三进制芯片的晶体管数量可减少30%,能耗仅为传统芯片的33%。
简而言之其核心在于实现了三进制逻辑值的“加减1”操作,并通过优化电路设计,将理论转化为可量产的芯片技术。
此前韩国蔚山科学技术大学团队曾在2019年验证三进制半导体的节能潜力,三星亦跟进研发,但华为此次专利首次将三进制逻辑门与计算电路、芯片封装全链路打通,为商业化铺平道路。
三进制的优势具体何在?
传统二进制芯片需依赖复杂的晶体管组合表达逻辑状态,而三进制凭借天然的多态优势,能以更简洁的电路完成同等计算量。
这种优势一方面直击当下芯片行业痛点:更少晶体管意味着更小芯片面积、更低制造成本,而能耗降低对AI、物联网等场景意义重大。
另外一方面,其真正的价值,在于其处理不确定性问题的潜力。
现实世界中,人类决策常介于“是”与“否”之间,而传统二进制芯片的“非黑即白”逻辑难以模拟这种复杂性。
华为专利中“中间态”的引入,恰似为机器注入“灰度思考”能力,使其在自动驾驶、医疗诊断等场景中更接近人类判断且减少更多处理时间。
例如,在自动驾驶决策场景中,传统二进制需对“刹车概率”进行浮点量化(如0.7→0或1),而三进制可直接映射为中间态,使决策延迟从50ms缩减至34ms,同时降低急刹误触发率。
三进制会是未来的新基建么?
当然三进制并非替代二进制,而是扩展计算范式。
英特尔曾探索多值逻辑存储(如3D XPoint),但其核心仍是二进制寻址;英伟达则在GPU中采用低精度浮点(FP8/FP4)模拟多态计算,但能效提升有限。
华为的差异化在于硬件层直接支持三态逻辑,避免软件模拟开销,降低晶圆厂重新采用三进制芯片的沉没成本。
结语
三进制逻辑门的意义并非“弯道超车”,而是为芯片设计开辟新维度。业内分析指出,三进制若在边缘计算、低功耗AI芯片领域率先落地,或催生新一代计算架构。
如今华为从编译算子优化到物理层协议革新,已公开26项AI领域专利,技术布局覆盖模型量化、数据处理、算力调度全链条,三进制技术或将成为其构建生态壁垒的又一关键节点。
