IBM研发可模拟人脑功能的认知计算机芯片

唐唐

美国IBM公司的研究人员8月18日公布了他们的最新研究成果——一种可以模拟人脑处理信息方式的认知计算机芯片。

建立在这种芯片基础上的计算机将与目前大多数计算机的运行方式截然不同。现在的计算机采用的是“冯·诺依曼结构”：即内存和处理器是分开的，两者之间通过“总线”来传输数据。在过去的60多年中，计算机内存容量和处理器速度不断增长，但这种速度远远大于双方之间流量的增加，让计算机的整体效率受到严重限制，这被称为“冯·诺依曼瓶颈”。

现代神经生物学认为，记忆是存在于神经元和神经突触中的。如果把人脑看作计算机，这部机器的内存和处理器是合二为一的。每个神经元的工作速度并不是很快，但人脑有1000亿个神经元，所有神经元之间约有100万亿个神经突触相连，其中产生的计算能力不可估量。

IBM芯片模拟的就是这种结构。已经研发出的两个芯片没有任何生物成分，完全由硅电路组成，每个都含有256个“神经元”，其中一块有超过26万个可控制的“神经突触”，另一块有6万多个学习型“神经突触”。在这两块芯片的基础上，研究人员成功让计算机实现导航、机器视觉、模式识别、联系记忆及分类等功能。

研究人员的长期目标是建立一个有100亿个“神经元”和100万亿个“神经突触”的芯片系统，容量不超过两升，每小时耗电只有1度。最终建立在这种芯片上的计算机，将可以从经验中学习，找到联系，建立假设，模拟人脑的结构及弹性功能。

该研究项目负责人莫德哈介绍说，现在的计算机简单说来还是一种“计算器”，在处理一些问题时，耗能大，编程过于复杂。认知型计算机不会取代传统计算机，但有望让现在很多看似不可能的计算应用成为现实。

2008年，IBM公司及5家美国大学得到美国国防部高级项目研究局的经费支持，开始进行认知型计算机芯片的研究。这一研究团队本月18日宣布已经得到2100万美元的下一期经费，准备开展进一步研究。

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