IBM的研究人員已開發(fā)出一款芯片，相對于以往產(chǎn)品能更好地模擬人腦。這一研究成果已經(jīng)發(fā)表在《科學》雜志上。

IBM在這篇論文中表示，該公司利用傳統(tǒng)的硅芯片制造工藝開發(fā)了一款“神經(jīng)突觸處理器”，能像傳統(tǒng)的超級計算機一樣處理高度復雜的計算任務，同時能耗不超過普通的助聽器電池。

這一芯片由54億個晶體管組成，比英特爾(32.6, -0.08, -0.24%)至強處理器中使用的晶體管數(shù)量多10億個。

IBM的研究人員在這款芯片中設(shè)計了由4096個神經(jīng)突觸核心構(gòu)成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡。每個核心都包含計算、存儲，以及與芯片其他部分通信的元件。這些核心可以并行運行。

IBM表示，多個此類芯片可以無縫地互聯(lián)，從而形成神經(jīng)突觸超級計算機。IBM已經(jīng)使用了16塊芯片開發(fā)了一臺這種超級計算機。

這一新設(shè)計有可能變革傳統(tǒng)計算技術(shù)。自上世紀40年代以來，基于馮·諾依曼架構(gòu)的計算機一直沒有太大改變。馮·諾依曼計算機將程序的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存之中。

與此不同，這一名為TrueNorth的芯片依靠神經(jīng)網(wǎng)絡，能像人腦一樣去探測并識別模式。簡而言之，當你的大腦發(fā)現(xiàn)與字母不同部分相關(guān)聯(lián)的模式時，能夠?qū)⑦@些字母關(guān)聯(lián)在一起，從而識別出單詞和整句。

對于計算技術(shù)長期存在的一大問題，這一芯片很可能將取得突破。目前的計算機能很好地進行數(shù)學計算或閱讀單詞，但無法理解內(nèi)容的含義，或識別及歸類物體。而人腦可以很容易地完成這些工作。利用一段視頻，IBM測試了這種芯片能否識別人物、汽車、卡車和巴士，而結(jié)果非常成功。

關(guān)于復雜度，這款芯片集成了100萬個神經(jīng)元，與普通蜜蜂的大腦水平相當。而人腦平均包含1000億個神經(jīng)元。但隨著時間推移，這一技術(shù)可被用于開發(fā)具有理解能力的計算機。

目前，這款芯片每秒每瓦可實現(xiàn)460億次神經(jīng)突觸操作，這一指標是為了與傳統(tǒng)芯片進行對比。衡量傳統(tǒng)芯片性能的一個主要指標為每秒浮點運算次數(shù)。目前，最節(jié)能的超級計算機能實現(xiàn)45億次的每秒浮點運算次數(shù)。

IBM的研究人員在論文中表示，類似TrueNorth的芯片將可以與傳統(tǒng)系統(tǒng)配合使用，從而充分發(fā)揮其能力解決問題。這樣的系統(tǒng)也可能匹敵當前的超級計算機，被用于與智能手機類似大小的設(shè)備，同時有著更低的能耗。

這一項目獲得了美國國防部研發(fā)部門DARPA的資助。IBM與Cornell Tech以及iniLabs進行了合作。(維金)