史蒂夫·弗伯教授(Stephen Byram Furber)是现代计算机工程、处理器设计与神经形态计算领域的国际先驱,ARM 微处理器的主要设计者之一。他的工作支撑了全球超过3000亿枚 ARM 架构芯片的广泛应用,并推动了 SpiNNaker 大规模神经形态计算系统的发展。弗伯教授是英国皇家学会院士、英国皇家工程院院士、欧洲科学院院士,曾获千禧技术奖(Millennium Technology Prize)、查尔斯·斯塔克·德雷珀奖(Charles Stark Draper Prize)等国际重要荣誉。
从 BBC 微型计算机到 ARM 32 位 RISC 微处理器,从异步低功耗系统到 SpiNNaker 神经形态计算平台,弗伯教授的学术与工程生涯横跨现代计算技术的多个关键阶段。他的工作不仅深刻影响了全球移动计算与嵌入式计算的发展,也将计算机工程带向脑科学、人工智能与未来智能系统的前沿交汇处。
2026年4月,因其在计算机工程、微处理器架构、低功耗系统与神经形态计算领域的卓越贡献,弗伯教授当选为 CORE Academy—国际科学与人文学院Fellow。他的加入进一步丰富了学院在工程与应用科学、信息技术和人工智能相关领域的学术构成,也体现了 CORE Academy 对兼具原创工程思想、产业影响与长期科学远见之学者的高度重视。
史蒂夫・弗伯(Stephen Byram Furber)在CORE Academy的个人页面
弗伯 1953 年 3 月 21 日出生于英国曼彻斯特。中学时期就读于曼彻斯特文法学校,1970 年代表英国参加国际数学奥林匹克竞赛并获得铜牌。此后进入剑桥大学学习,1974 年取得数学专业一级荣誉学士学位,随后继续完成高阶数学训练。
与许多计算机科学家不同,弗伯的博士研究并非直接起步于计算机领域。他在剑桥大学攻读博士期间研究空气动力学,并于 1980 年获得博士学位。1978 年至 1981 年,在剑桥大学伊曼纽尔学院担任 Rolls-Royce 研究员。这段从纯数学到物理建模再到复杂工程问题的早期训练,为他后来在计算机硬件架构与系统设计中展现出的惊人创造力奠定了深厚基础。
1981 年,弗伯加入英国 Acorn Computers 公司,先后担任硬件设计师、设计经理和高级研发负责人。在 Acorn 工作的 9 年间,他参与设计了 BBC 微型计算机,并成为 ARM 32 位 RISC 微处理器的核心设计者之一。
1990 年,他进入曼彻斯特大学担任计算机工程 ICL 教授,此后 36 年始终扎根学术一线,领导异步系统、低功耗处理器和神经系统工程相关研究,直至今日仍活跃在科研最前沿。
BBC Microcomputer:英国早期数字化普及最成功的微型计算机
(图自cryptlabs.com)
弗伯教授的贡献贯穿了现代计算工程从个人计算机、移动计算到类脑计算的多个关键阶段。他的研究从不止于理论构想,而是始终面向真实系统:从实验室原型到可制造、可部署、可扩展的计算平台,再到支撑亿万人数字生活的底层技术基础,他不断将新的计算思想转化为能够运行、能够使用、并能改变现实世界的工程成果。
1. BBC Micro 与 ARM:进入数字时代的底层工程
在 Acorn Computers 工作期间,弗伯教授参与设计的 BBC 微型计算机,是英国个人计算机教育和早期数字普及的重要产品之一。作为 BBC 计算机素养计划的重要成果,BBC Micro 售出超过150万台,并进入英国80%以上的学校课堂。它不仅让一代英国学生更早接触编程与计算机,也为英国后来在软件、计算机教育和芯片设计领域的发展留下了深远影响。
更具全球影响力的,是弗伯教授与 Sophie Wilson 共同参与开创的 ARM 32位 RISC 微处理器。1980年代中期,Acorn 以极小的团队和有限资源完成了 ARM1 的设计。Sophie Wilson 负责指令集设计,弗伯教授则负责芯片硬件实现。ARM1 只使用约25,000个晶体管,功耗低于0.1瓦,却展现出简洁、高效、低功耗架构的巨大潜力。这一看似朴素的工程选择,后来成为移动计算和嵌入式计算时代最重要的技术路线之一。
今天,ARM 架构已经深度嵌入全球数字生活:从手机、平板电脑、智能设备,到汽车电子、传感器、云计算和物联网终端,超过 3500 亿枚 Arm 架构芯片支撑着现代社会无处不在的计算需求。弗伯教授在这一历史进程中的重要性,不仅在于参与了一款处理器的设计,更在于推动了一种工程理念的成功实践:用更简洁、更节能、更适合大规模部署的底层架构,支撑不断扩展的数字世界。
ARM处理器(图自andersdx.com)
2. 异步与低功耗系统:延续效率至上的工程哲学
进入曼彻斯特大学后,弗伯将研究重点进一步拓展到异步电路和低功耗计算。传统处理器通常依赖统一时钟协调各部分运行,而异步系统则不依赖全局时钟,电路可以根据实际需要工作,从而有助于降低功耗、减少电磁干扰,并提升系统设计的灵活性。
弗伯带领团队发展了 AMULET 系列异步处理器,并建立了曼彻斯特大学先进处理器技术方向的重要研究基础。尽管异步处理器并未像 ARM 一样进入大众视野,但它体现了弗伯长期关注的问题:在计算能力不断扩张的同时,如何让硬件系统更高效、更可靠、更节能。
这一路径与 ARM 的成功并非彼此割裂。无论是 RISC 微处理器、低功耗电子系统,还是后来的类脑计算平台,弗伯始终关注计算系统的基本约束:能耗、架构、规模与真实应用之间如何取得平衡。
3. SpiNNaker:从芯片走向大脑启发的未来计算
弗伯教授后期最具代表性的研究,是他牵头发展的 SpiNNaker 神经形态计算项目。这个项目历经约二十年构想和十余年建设,最终形成了由超过百万个低功耗 ARM 处理器核心组成的大规模神经形态计算平台。它面向脉冲神经网络和实时脑建模而设计,能够模拟神经元之间复杂的信号传递、网络活动和动态交互。

图自Aberystwyth University
传统计算机通常依赖处理器与内存之间频繁传输数据,在面对大规模神经网络和复杂脑模拟时,容易遇到速度、能耗和通信效率的瓶颈。相比之下,SpiNNaker 试图从大脑的运行方式中汲取启发,以高度并行、事件驱动和低功耗的计算模式,模拟神经元之间通过脉冲信号进行通信的方式。曼彻斯特大学将其称为世界上最大的神经形态超级计算机之一;这一系统可以在生物实时尺度上运行大规模脉冲神经网络模拟,为计算神经科学、机器人控制、脑启发人工智能和新型计算架构研究提供了重要实验平台。
SpiNNaker 的意义,不只是“用计算机模拟大脑”,更在于重新思考计算本身。人脑以极低能耗完成感知、记忆、学习和决策,而现代人工智能系统却往往需要巨大的算力和能源支持。弗伯教授的研究由此指向一个更深层的问题:未来的智能计算,是否能够不再单纯依赖更快的芯片和更大的数据中心,而是从生命系统中学习更高效、更灵活、更可扩展的计算方式? 从 ARM 到 SpiNNaker,弗伯教授的学术道路呈现出清晰而深刻的连续性:他始终以追求效率与可扩展性的工程精神,回应不同时代最具挑战性的计算问题。ARM 让低功耗计算进入亿万人日常生活的设备之中,SpiNNaker 则把同一种工程思想带向人类理解大脑、建构智能与探索复杂世界的未来前沿。
弗伯教授的工作在国际学术界、工程界与信息技术产业界均获得广泛认可。他先后当选英国皇家工程院院士、英国皇家学会院士、欧洲科学院院士,同时也是 IEEE、英国计算机学会、英国工程技术学会等重要专业组织的会士,并拥有注册工程师资质。这些学术身份与专业荣誉,体现了他在计算机工程、处理器架构和低功耗系统研究中的长期影响力。
在国际奖项方面,弗伯教授于2010年因其在 ARM 处理器设计方面的开创性贡献,成为千禧技术奖(Millennium Technology Prize)桂冠获得者之一。该奖由芬兰技术科学院颁发,旨在表彰能够显著改善人类生活质量、并产生广泛社会影响的重要技术创新。
2022年,弗伯教授与 Sophie Wilson、David Patterson、John L. Hennessy 共同获得美国国家工程院颁发的查尔斯·斯塔克·德雷珀奖(Charles Stark Draper Prize)。该奖是工程领域最具声望的国际荣誉之一,此次授奖表彰他们在 RISC 芯片的发明、发展与实现中的关键贡献。Patterson 与 Hennessy 同时也是图灵奖得主,这也进一步显示出 RISC 架构在现代计算史中的基础性地位,以及弗伯教授所参与的 ARM 设计在工程实现与全球应用层面的深远意义。
千禧年技术奖(Millennium Technology Prize),由芬兰技术学院颁发,每两年评选一次,奖金100 万欧元(约 130 万美元),是全球公认的技术领域顶级大奖,专门表彰能改善人类生活、已实现落地的重大技术创新。2010年,弗伯教授因 ARM 32位 RISC 微处理器方面的开创性贡献,成为该奖桂冠获得者之一
查尔斯・斯塔克・德雷珀奖(Charles Stark Draper Prize),是美国国家工程院颁发的工程界最高荣誉,被誉为 “工程学界的诺贝尔奖”。2022年,弗伯教授与 Sophie Wilson、David Patterson、John L. Hennessy 共同获奖,以表彰他们对 RISC 芯片发明、发展与实现的关键贡献
此外,弗伯教授还获得过英国皇家工程院银质奖章、IET 法拉第奖章、英国皇家学会穆拉德奖、IEEE 计算机先锋奖、IEEE 井深大消费电子奖等重要荣誉,并于2008年获授大英帝国司令勋章(CBE),以表彰其对计算机科学的贡献。 在学术研究和人才培养方面,弗伯教授长期任教于曼彻斯特大学,培养了多名博士研究生,并撰写和参与撰写了《ARM System-on-Chip Architecture》《Principles of Asynchronous Circuit Design》等在相关领域具有重要影响的著作。
他的研究成果早已超越大学实验室,进入产业工程和全球数字基础设施的核心层面。从计算机工程教材,到数以千亿计芯片所支撑的移动设备,再到面向未来智能的神经形态计算平台,弗伯教授的工作跨越教育、产业与前沿科学,参与塑造了现代计算革命的进程,也继续影响着下一代硬件系统的发展方向。
史蒂夫·弗伯教授的贡献说明,真正改变时代的技术创新,往往并不只发生在应用表层,而在于对底层结构的重新设计。芯片如何运行,能量如何被节约,计算如何被扩展,机器如何模拟复杂生命系统,这些看似隐于技术深处的问题,最终塑造了人类使用信息、连接世界和理解智能的方式。许多科学家一生能做好一件具有深远影响的事,已经非常了不起;而弗伯教授至少做了两件:一件通过 ARM 改变了我们今天的数字生活,另一件则通过 SpiNNaker 指向未来智能世界的可能形态。此次当选 CORE Academy—国际科学与人文学院正式成员,既是对其长期学术贡献、工程创造力与全球影响力的高度肯定,也为学院在计算机工程、神经形态计算、人工智能和跨学科科技研究方向增添了一位具有世界性影响的重要成员。 面向智能技术快速发展的新时代,弗伯教授的学术道路继续启发我们思考:计算的进步不只是速度更快、规模更大,更在于能否以更高效、更可靠、更具人类意义的方式,支撑知识、科学与社会的共同前行。