模擬人腦功能的認(rèn)知計(jì)算機(jī)芯片

新華網(wǎng)舊金山８月１８日電（記者 李宓）美國(guó)ＩＢＭ公司的研究人員１８日公布了他們的最新研究成果一種可以模擬人腦處理信息方式的認(rèn)知計(jì)算機(jī)芯片。

建立在這種芯片基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)將與目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式截然不同�，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)采用的是“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”：即內(nèi)存和處理器是分開(kāi)的，兩者之間通過(guò)“總線”來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。在過(guò)去的６０多年中，計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量和處理器速度不斷增長(zhǎng)，但這種速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙方之間流量的增加，讓計(jì)算機(jī)的整體效率受到嚴(yán)重限制，這被稱為“馮·諾依曼瓶頸”。

現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)認(rèn)為，記憶是存在于神經(jīng)元和神經(jīng)突觸中的。如果把人腦看作計(jì)算機(jī)，這部機(jī)器的內(nèi)存和處理器是合二為一的。每個(gè)神經(jīng)元的工作速度并不是很快，但人腦有１０００億個(gè)神經(jīng)元，所有神經(jīng)元之間約有１００萬(wàn)億個(gè)神經(jīng)突觸相連，其中產(chǎn)生的計(jì)算能力不可估量。

ＩＢＭ芯片模擬的就是這種結(jié)構(gòu)。已經(jīng)研發(fā)出的兩個(gè)芯片沒(méi)有任何生物成分，完全由硅電路組成，每個(gè)都含有２５６個(gè)“神經(jīng)元”，其中一塊有超過(guò)２６萬(wàn)個(gè)可控制的“神經(jīng)突觸”，另一塊有６萬(wàn)多個(gè)學(xué)習(xí)型“神經(jīng)突觸”。在這兩塊芯片的基礎(chǔ)上，研究人員成功讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、機(jī)器視覺(jué)、模式識(shí)別、聯(lián)系記憶及分類(lèi)等功能。

研究人員的長(zhǎng)期目標(biāo)是建立一個(gè)有１００億個(gè)“神經(jīng)元”和１００萬(wàn)億個(gè)“神經(jīng)突觸”的芯片系統(tǒng)，容量不超過(guò)兩升，每小時(shí)耗電只有１度。最終建立在這種芯片上的計(jì)算機(jī)，將可以從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，找到聯(lián)系，建立假設(shè)，模擬人腦的結(jié)構(gòu)及彈性功能。

該研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人莫德哈介紹說(shuō)，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)還是一種“計(jì)算器”，在處理一些問(wèn)題時(shí)，耗能大，編程過(guò)于復(fù)雜。認(rèn)知型計(jì)算機(jī)不會(huì)取代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，但有望讓現(xiàn)在很多看似不可能的計(jì)算應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

２００８年，ＩＢＭ公司及５家美國(guó)大學(xué)得到美國(guó)國(guó)防部高級(jí)項(xiàng)目研究局的經(jīng)費(fèi)支持，開(kāi)始進(jìn)行認(rèn)知型計(jì)算機(jī)芯片的研究。這一研究團(tuán)隊(duì)本月１８日宣布已經(jīng)得到２１００萬(wàn)美元的下一期經(jīng)費(fèi)，準(zhǔn)備開(kāi)展進(jìn)一步研究。