《电子技术应用》

全新计算机芯片或为机器添“智商”

2017/5/18 12:32:00

  据美国《大众科学》网站报道,美国国防部高级研究计划局在今年的“愿望清单”上又加了一条:建造出一台能与哺乳动物的大脑相媲美的计算机。高级研究计划局希望建造的这台机器基于大脑新皮质计算的工作原理,并表示:“这一皮质计算模型应该具有很强的数据容错能力,能并行处理任务、能耗极低、扩展能力极强。另外,它对算法精度的要求也应该达到最高。”新皮质是哺乳动物大脑的一部分,为大脑皮质的一部分,其与一些高等功能如知觉、运动指令的产生、空间推理、意识及人类语言相关。简而言之,他们的最终想法是制造出一台大小和能耗与人脑相当,复杂程度可以与人类大脑相近的“人工大脑”。

  而此前IBM发布了一款全新的计算机芯片,该芯片的制造理念也与“人工大脑”十分相似。这款芯片与人脑的结构十分相似,被称作认知计算机芯片。早在2011年,IBM就在该项目中取得成果,而这一次的进展是,他们针对这一款芯片开发出了新的软件系统和编程模型,增强了认知计算机芯片的可塑性。

  目前计算机智能化面临两个问题。其一,计算机智能化均是通过软件来实现的,硬件结构几乎没有任何智能,内存和处理器分开使现代计算机难以解决超复杂问题。其二,效率低,耗能高。如果以现有的科技想要建造一个与人脑复杂程度相等的计算机,需要将近100兆瓦的能量,而大脑进行这一切活动则只需要20瓦的功率,相当于计算机的万分之二。

  认知芯片结合了神经元的信息处理、突触的信息记录和轴突的信息传递,在工作原理方面几乎和人脑相同,它可以充分激发新计算架构的潜能,更加善于处理复杂问题,并且拥有很强的学习能力。而人脑的低耗能则是因为神经元、神经突触和轴突只在接收到感觉信号或者来自其他神经元的信号时才会被激活,而其他时间它们是不消耗能量的,基于人脑结构设计的这款芯片也继承了人脑高效率的特点。

  人脑也许是宇宙中最复杂的存在了。虽然真正模拟人类大脑,仍有很长的路要走。但是随着研究的深入,模拟人脑所逐步研发的新技术,注定会为现代科技提供一个崭新的平台。


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