【 学习能力|计算机像人脑一样工作?中国开启类脑计算研究,或将构建超级大脑】
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图为清华大学制造的亿级神经元类脑计算机除了量子计算之外,在计算机架构方面,中国开启类脑计算研究,或将构建超级大脑,而类脑计算机的最大特点,就是让计算机像人脑一样工作?研制成功之后的人造大脑有多厉害,可能彻底改变目前的计算机设计体系,西方也在斥巨资加快研究,看来竞争很激烈,那么中国还有多久能实现呢?类脑计算又被称为神经形态计算,是借鉴生物神经系统信息处理模式和结构的计算理论、体系结构、芯片设计以及应用模型与算法的总称。
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图为类脑芯片由于集成电路加工技术的不断进步,指导了现代计算机数十年发展历程的摩尔定律即将失效,芯片的电路宽度已经仅有几个分子大小,材料理化性质的变化,将会严重影响计算机的正常工作,传统架构的计算机已经走进了一条没有发展未来的死胡同,而模拟人类大脑工作模式的类脑计算机,则成为了未来一条行之有效的发展方向。早在摩尔定律提出之前,类脑计算机的设想就已经问世了,与现有计算机相比,人类大脑具有明显优势,相比目前的任何一台大型计算机,人脑的功耗可以说是低的超乎想象,仅有20瓦左右,连超级计算机运作时功耗的一个零头都不到,同时,人脑的容错性远远高于传统计算机,即使少部分神经元死亡,也不会影响大脑整体的功能完好,只有当大量的神经元因为不可抗力而出现大面积损伤时,大脑才会停止工作。
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图为类脑计算机工作演示除此之外,人类大脑对信息的并行处理能力很强,神经网络的可塑性好,根据环境的变化,能够灵活地进行适应和调整,学习能力远远超过了死板的计算机,而就算是自主学习的AI已经成为了计算机技术的新一代发展方向,在人脑面前,这些AI的学习能力依然只能用笨拙来形容,如果计算机能够模拟人脑的工作模式,带来的不仅是飞跃性的算力提升,整个计算机领域,都将迎来一场颠覆性的技术革命。目前,制约类脑计算机的发展的难题主要有3个,缺乏工作特性与神经元相似的元器件,没有适合类脑芯片工作的新型计算机架构,类脑芯片本身的能耗问题,虽然诸多科技强国都已经开始了冲击类脑计算机的研究工作,但是只要这三个问题无法获得突破性进展,就无法制造出哪怕是实验性质的类脑计算机。
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图为亿级神经元类脑计算机在类脑计算机的开发制造方面,中国虽然起步较晚,但是发展水平已经达到了世界顶尖水平,目前,全球性能最强大的类脑芯片已有百万神经元级的算力,而中国已经成功制造出了拥有亿级神经元规模的类脑计算机,神经元总量居于世界第一,但是如此庞大的数字,仅仅只与一只小鼠的大脑基本持平,而人类大脑拥有的神经元数量,保守估计达到了600-1000亿个,想要让计算机真正成为一台超级大脑,无论是中国还是外国,都还有很长的路要走。
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