騰訊科技訊 3月3日，《華盛頓郵報(bào)》報(bào)道稱，IBM正在基于人腦的結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)發(fā)新型芯片，而這有可能改變未來(lái)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方式。

以下為文章全文：

人腦是一臺(tái)性能強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，但功耗很低。此外，憑借連接至記憶區(qū)的數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元，人腦也能有效地處理信息，這使我們能獲得數(shù)據(jù)，從而做出判斷、理解含義，以及維持日常活動(dòng)。

這樣的基本結(jié)構(gòu)使人腦與機(jī)器有著本質(zhì)的差異。因此，我們可以在不到一秒的時(shí)間里思考、感覺(jué)，并處理海量的信息，而大腦也不會(huì)因此而爆炸。

計(jì)算機(jī)的工作方式與此不同。過(guò)去幾十年中，計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)理念是以串行的步驟去進(jìn)行計(jì)算，并在存儲(chǔ)器和處理器之間來(lái)回傳輸數(shù)據(jù)。這意味著功耗的上升，而盡管計(jì)算機(jī)能夠處理大量信息，但無(wú)法很好地進(jìn)行實(shí)時(shí)模式識(shí)別。

在美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的資助，以及美國(guó)多家國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的合作下，IBM的工程師去年開(kāi)發(fā)了一款芯片，模擬了人腦的結(jié)構(gòu)，希望大幅提高計(jì)算效率。

IBM表示，這一研究成果有可能改變未來(lái)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方式，而這種計(jì)算機(jī)的功耗僅與助聽(tīng)器相仿。

IBM大腦計(jì)算首席科學(xué)家達(dá)蒙德拉·莫達(dá)(Dharmendra Modha)表示，該公司的長(zhǎng)期目標(biāo)是開(kāi)發(fā)“盒子中的大腦”。這樣的產(chǎn)品功耗不到1千瓦，能在大量的數(shù)據(jù)集中進(jìn)行模式識(shí)別。而這一技術(shù)的應(yīng)用包括國(guó)家安全和災(zāi)難響應(yīng)等。

上周，IBM的團(tuán)隊(duì)，以及勞倫斯-利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家前往華盛頓國(guó)會(huì)山，向美國(guó)國(guó)會(huì)的議員們展示了這一技術(shù)。

基于這一芯片的設(shè)備可以用于進(jìn)行生物安全檢查，從提取的樣品中確定是否存在有害物質(zhì)。此外，其他此類設(shè)備可以用于自動(dòng)駕駛的太空飛船，以及監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的異常行為等。

莫達(dá)表示，IBM的旗艦級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)“沃森”基于當(dāng)前的計(jì)算架構(gòu)，需要消耗大量能源。這證明了當(dāng)前線性計(jì)算存在的局限。作為對(duì)比，新的芯片可以實(shí)時(shí)識(shí)別或“感知”周?chē)h(huán)境，實(shí)現(xiàn)類似人眼和人耳的功能。例如，這款芯片可以被用于乒乓球游戲。芯片能“看到”乒乓球，并使用拍子去接球。

盡管IBM指出，這一技術(shù)未來(lái)可以被用于許多產(chǎn)品，例如針對(duì)視力障礙人士的眼鏡，但要實(shí)現(xiàn)這樣的應(yīng)用還有很遠(yuǎn)的距離。

與此同時(shí)，2013年的《美國(guó)超級(jí)計(jì)算領(lǐng)先法案》近期也在美國(guó)眾議院進(jìn)行審批。這一法案要求美國(guó)能源部開(kāi)發(fā)低功耗的超級(jí)計(jì)算機(jī)。2014年，這一法案獲得了眾議院的批準(zhǔn)，但未獲參議院的通過(guò)。

去年，IBM贏得了美國(guó)能源部的3.25億美元合同，在2017年之前開(kāi)發(fā)兩臺(tái)先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，即Summit和Sierra。這兩臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)可能會(huì)采用新的架構(gòu)。

莫達(dá)表示，目前工程師面臨的問(wèn)題之一在于如何擴(kuò)大規(guī)模，或者說(shuō)如何復(fù)制體積不同的大腦，并編寫(xiě)軟件調(diào)用這些大腦的資源。

IBM從蠕蟲(chóng)尺寸的大腦開(kāi)始起步，使用了256個(gè)處理器來(lái)模擬神經(jīng)元。隨后，IBM開(kāi)發(fā)出了可模擬100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元的芯片，這已經(jīng)相當(dāng)于蜜蜂大腦的水平。而到明年底，該團(tuán)隊(duì)希望開(kāi)發(fā)出包含2.56億個(gè)處理器神經(jīng)元、類似小鼠的大腦。

不過(guò)，即使能實(shí)現(xiàn)1000億個(gè)神經(jīng)元，這樣的技術(shù)距離人腦仍有很大的差距。(李瑋)

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