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超级计算机运算力不如人脑

近日,IBM用“红杉”模拟5300亿个人类的神经元。但结果令人大跌眼镜。与真正的人脑相比,“红杉”完全处于下风。目前,在全球超算排名中,“泰坦”居首位,而“红杉”排名第二,它的运算速度高达16000万亿次浮点运算/秒。

美国斯坦福大学教授、“硅脑”研究实验室主任Kwabena Boahen表示,大脑的运算能力比超级计算机强,并不是说算得更快。也就是说人类的大脑能够处理更为复杂的信息,而在计算速度方面,相较于超级计算机,人脑无法企及。大脑的强项在于大规模的并行化,即所有神经网络可以同时解决多个问题。而现有的计算机平台,无论速度多快,都是顺序操作的,每一步只能解决一个问题。

Boahen教授的研究方向就是用硬件和软件来复制大脑的计算能力。他的实验室最近取得的研究成果被称为 Neurogrid(神经网格),可以模拟100 万个神经元的活动。Neurogrid并不是一台超级计算机,它不能模拟宇宙大爆炸,不能预报飓风,也不能预测流行病,但是它能做到的,却能让它与众不同。

Neurogrid是首个能实时模拟100万个神经元的模拟平台,换句话说,它模拟人脑1秒钟的活动,仅需要1秒钟,相比之下,“红杉”模拟人脑一秒钟的活动需要1500秒。这使Neurogrid成为研究人类大脑的有力工具,除了了解大脑的正常活动,它还可以研究大脑疾病,例如自闭症、精神分裂等,这些疾病用现有的传统技术都很难模拟。

Neurogrid共有16块芯片,每块芯片上都有超过 65000个“硅神经元”,这些神经元可以通过80个参数进行编程,以模拟不同类型的神经元。真正让它与传统计算系统区别开来的地方,在于它进行计算和通信的方式。大部分计算机都是通过数字信号来运行的,而大脑神经元活动的推动方式,却更类似于模拟信号。于是Neurogrid在计算时采用模拟信号,通信时采用数字信号,这样的方式更接近大脑。

除了运算上的优势,Neurogrid在能耗上也遥遥领先。“红杉”的功耗高达8兆瓦,相当于160000个家庭的用电量,每年的电费耗资700万美元。而 Neurogrid功耗为5瓦,仅相当于一个手机充电器。这意味着,Neurogrid这种类型的模拟平台仍然有着巨大的潜力。也许不久后的一天,人们通过它就能真正知晓大脑的奥秘。

本文来源:太平洋电脑网

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