华为三进制革命：或是开辟AGI的“诺曼底登陆”？

摘要：2025年3月18日，国家知识产权局公布了华为“三进制逻辑门电路、计算电路、芯片以及电子设备”专利，公开号为CN 119652311 A，申请日期为2023年9月18日。

戍天九思原创第898期

2025年3月18日，国家知识产权局公布了华为“三进制逻辑门电路、计算电路、芯片以及电子设备”专利，公开号为CN 119652311 A，申请日期为2023年9月18日。

笔者认为，这是只有华为才敢想敢干的伟大工程，也是华为算力革命和战略突围的重大举措！它彻底颠覆了传统二进制芯片“0、1——非黑即白”逻辑，引入第三种“-1——中间态（可能）”逻辑，能够更好地模拟人脑“精确与模糊并存”特点，为类脑计算和量子计算提供了底层逻辑和技术支撑，有望打开AGI底层逻辑的天花板！

传统二进制芯片“非黑即白”逻辑的局限性

传统计算机是基于二进制（0/1）的布尔逻辑体系建立起来的，本质上西方“非黑即白”思维方式和方法论在计算机上具体体现，这种二元对立逻辑（真/假、通电/断电），虽然在集成电路上容易实现，也推动了计算机的发展和普及，但是，实践中二进制的先天不足也越来越大。

一是哲学基础的局限性。源于亚里士多德逻辑学，强调排中律（非此即彼），但无法处理现实中的模糊性和复杂性问题。

二是技术上局限性。二进制‌信息密度低，每个比特仅承载两种状态，表达复杂信息需要更多位数。而且晶体管开关状态的切换需消耗能量，摩尔定律逼近物理极限后能效提升受限。

三是AGI应用上的缺陷。一方面，二进制‌无法模拟人类认知。人类决策往往涉及不确定性和中间状态（如“可能”“部分正确”），而二进制系统需通过概率逼近或复杂编码间接实现，效率十分低下。另一方面，推理僵化。二进制逻辑门难以处理多模态数据融合、上下文关联推理等AGI核心需求。

三进制像是被遗忘的“香饽饽”

早在1958年，苏联莫斯科大学就搞出了世界上第一台三进制计算机——Сетунь（Setun）。它用的也是平衡三进制（-1, 0, +1），这跟现在AI计算对数值分布的需求，简直是跨越时空的“暗合”。

三进制在数学上就有天生的优势。比如，二进制表示128这个数要用8位，三进制只需要5位。更妙的是，平衡三进制自带正负号属性（-1就是负，+1就是正，0就是零），压根不需要额外的符号位，这样逻辑电路的设计复杂度就能降个30%。

当时，Setun指令系统效率比同期的二进制机器高40%，维护成本低到只有对手的不到三分之一，故障率更是低了5倍，连程序员写代码的效率都高了2倍。

Setun虽然性能优越且成本低廉，售价仅27.5万卢布，远低于同类二进制计算机，在测试阶段就获得高度评价并收到大量国内外订单，但在计划经济的苏联，上级部门却以“财政拨款不足”为由限制生产，最终在缺乏技术积累、市场生态和政治推动的情况下，于1965年强令停产。

历史开了个玩笑，被尘封的旧技术，如今在AI时代，可能成为改变游戏规则的“香饽饽”。

华为“三进制”芯片的创新与突破

华为三进制芯片专利，主要体现在四个方面突破：

一是信号电压。“0V”对应“0”，1.65V对应“+1”，而“-1”则用3.3V表示。

二是能效革命。三进制逻辑门通过引入0、1、2三种状态，利用27种单变量函数简化电路设计，使晶体管数量减少40%，功耗降至传统二进制的1/3，动态功耗在7nm工艺下降低40%。这种突破直接挑战了依赖“堆砌晶体管”提升性能的传统路径，为AI芯片的能效比优化提供了新方向。

三是提升算力密度。在AI矩阵运算场景中，三进制芯片的算力密度提升18%，同时通过减少信号传输路径和进制转换延迟（7ns），在特定场景下可能抵消算力增益损失。尤其是发明“近似乘法器”，能根据需要动态切换精确运算和近似运算，在保证95%以上精度的前提下，处理复杂运算的能耗还能再降40%。据说在华为昇腾芯片上跑了一下，处理经典的ResNet-50图像识别模型，训练时间缩短了28%，电费成本更是下降了42%。

四是降低对先进制程依赖。通过简化电路结构，三进制芯片可在成熟制程（如台积电7nm）中实现更高性能，减少对3nm以下先进光刻机的依赖，从根本上规避美国技术封锁的卡点。

华为三进制暗含“三生万物”逻辑或打开AGI天花板

发展人工智能的原始动机是模拟人脑，人脑能耗仅20瓦但计算效率和能效却极高。目前尽管AI大模型发展很快，但是，离通用人工智能仍很遥远。尤其是当OpenAI几乎吃尽现有数据红利，DeepSeeK几乎吃尽现有算法和架构红利之后，从底层逻辑上另起炉灶——开辟三进制新赛道意义更加重大。

一是模拟人脑混合计算模式。华为三进制颠覆了传统二进制计算机“0、1——非黑即白”逻辑，引入第三种“-1——中间态（可能）”逻辑，能够更好地模拟人脑“精确与模糊并存”的特点，为打造类脑计算提供了逻辑和硬件支持，有望打开AGI底层逻辑的天花板！

二是暗含“三生万物”中华智慧。《道德经》中讲：“道生一，一生二，二生三，三生万物”。“三”代表着多样性变化的起点。三进制的三种状态，更接近自然界的复杂性与模糊性，就像打开了信息表达的“新维度”，让芯片能在更少的资源下处理更复杂的任务。这可能是博大精深的中华文明赋能智能时代的文化基因！

三是量子计算过渡方案。三进制与量子比特的兼容性可能加速量子AGI系统开发，华为“量子—三进制接口”专利为量子纠错提供新思路，或成为量子计算落地前的过渡架构。