模擬人腦功能的認(rèn)知計算機芯片

新華網(wǎng)舊金山８月１８日電（記者 李宓）美國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)知計算機芯片。

建立在這種芯片基礎(chǔ)上的計算機將與目前大多數(shù)計算機的運行方式截然不同。現(xiàn)在的計算機采用的是“馮·諾依曼結(jié)構(gòu)”：即內(nèi)存和處理器是分開的，兩者之間通過“總線”來傳輸數(shù)據(jù)。在過去的６０多年中，計算機內(nèi)存容量和處理器速度不斷增長，但這種速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙方之間流量的增加，讓計算機的整體效率受到嚴(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。如果把人腦看作計算機，這部機器的內(nèi)存和處理器是合二為一的。每個神經(jīng)元的工作速度并不是很快，但人腦有１０００億個神經(jīng)元，所有神經(jīng)元之間約有１００萬億個神經(jīng)突觸相連，其中產(chǎn)生的計算能力不可估量。

ＩＢＭ芯片模擬的就是這種結(jié)構(gòu)。已經(jīng)研發(fā)出的兩個芯片沒有任何生物成分，完全由硅電路組成，每個都含有２５６個“神經(jīng)元”，其中一塊有超過２６萬個可控制的“神經(jīng)突觸”，另一塊有６萬多個學(xué)習(xí)型“神經(jīng)突觸”。在這兩塊芯片的基礎(chǔ)上，研究人員成功讓計算機實現(xiàn)導(dǎo)航、機器視覺、模式識別、聯(lián)系記憶及分類等功能。

研究人員的長期目標(biāo)是建立一個有１００億個“神經(jīng)元”和１００萬億個“神經(jīng)突觸”的芯片系統(tǒng)，容量不超過兩升，每小時耗電只有１度。最終建立在這種芯片上的計算機，將可以從經(jīng)驗中學(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。

該研究項目負(fù)責(zé)人莫德哈介紹說，現(xiàn)在的計算機簡單說來還是一種“計算器”，在處理一些問題時，耗能大，編程過于復(fù)雜。認(rèn)知型計算機不會取代傳統(tǒng)計算機，但有望讓現(xiàn)在很多看似不可能的計算應(yīng)用成為現(xiàn)實。

２００８年，ＩＢＭ公司及５家美國大學(xué)得到美國國防部高級項目研究局的經(jīng)費支持，開始進行認(rèn)知型計算機芯片的研究。這一研究團隊本月１８日宣布已經(jīng)得到２１００萬美元的下一期經(jīng)費，準(zhǔn)備開展進一步研究。