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日期:2014-08-08 18:04:15作者:topless来源:爱活网

【新技术研习社】深远的革命 IBM超级神经元芯片要用沙子模拟人脑

不用怀疑,你脖子上挂着的那个球状物体就是世界上最先进的电脑,它能快速学习新事物、识别物体、理解语言的含义,并针对外界变化制定应对措施,而且能耗少得惊人。科学家一直都致力于研发一种类似于人类大脑那样工作的计算机,现在,IBM获得了重要突破。

到目前为止,绝大多数试图仿真人类大脑的研究都集中在软件层面——这些软件最终的运算还是要由传统计算机用0和1来完成,本质上,它们依然没有摆脱传统计算机结构的束缚。而在今天,蓝色巨人IBM发布的一份研究报告彻底改变了这一现状,IBM研发出了名为“TrueNorth”的神经元芯片,它真正的从“头”开始,完完全全从底层模仿了人脑的结构,而且用普通的半导体材料就能制造出来,相应的报告已经刊发在《科学》期刊上。

【新技术研习社】深远的革命 IBM超级神经元芯片要用沙子模拟人脑

用沙子模拟人脑

从X光透视图上看,TrueNorth和普通的处理器没有太多区别,它的核心区域内密密麻麻的挤满了4096个处理核心,用来模拟超过百万个人脑神经元和2.56亿个神经突触。

【新技术研习社】深远的革命 IBM超级神经元芯片要用沙子模拟人脑
TrueNorth的核心区域内密密麻麻的挤满了4096个处理核心

人脑的计算方式和传统计算机完全不同。在人脑中,神经元相当于处理器,一个成年人的大脑至少有数百亿个神经元,每个神经元都与其它神经元相连,它们的连接处被称为突触,突触是人脑的存储器,用计算机术语来说,这是一个极其庞大的分布式计算系统。这种处理器与存储器紧密相连的结构,让人脑内的通信效率非常高。这里的效率并不单指计算速度,还包括对外部信息的感知能力。

【新技术研习社】深远的革命 IBM超级神经元芯片要用沙子模拟人脑

TrueNorth的4096个核心之间就使用了类似于人脑的结构,每个核心包含了约120万个晶体管,其中负责数据处理和调度的部分只占掉少量晶体管,而大多数晶体管都被用作了数据存储、以及与其它核心沟通方面。在这4096个核心中,每个核心都有自己的本地内存,它们还能通过一种特殊的通讯模式与其它核心快速沟通,其工作方式非常类似于人脑神经元与突触之间的协同,只不过,化学信号在这里变成了电流脉冲。IBM把这种结构称为“神经突触内核架构”(neurosynaptic cores)。

【新技术研习社】深远的革命 IBM超级神经元芯片要用沙子模拟人脑
IBM科学家是怎样把人脑的数学模型抽象成一颗芯片的?看完上面的图你就明白了

“不同于传统计算机的冯·诺伊曼架构,我们将处理器(神经元)与内存(突触)紧密结合在一起,能在并行计算中实现更高效的通信。”参与研发的IBM研究人员保罗·梅洛拉(Paul Merolla)在论文里写道。


(看不到视频点这里

跟科幻电影中那些的天马行空的神经元计算机不同,TrueNorth是一颗非常“实在”的芯片,它由三星代工生产,完完全全使用市面上现成的半导体技术制成,芯片的主要成分是沙子(或者说硅),没有使用任何复杂的材料或生产工艺——换句话说,只要IBM愿意,三星可以像造Galaxy手机一样把它量产出来。

“这是一个非常干净、整洁的架构,他们迈出了正确的一步。”拥有“神经元芯片之父”头衔的加州技术研究所工程师、名誉教授卡佛·米德(Carver Mead)评价道。

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