百萬處理器組超級計算機(jī)系統(tǒng) 模擬十億腦細(xì)胞活動
2012-08-02 22:35:00 本站原創(chuàng)早期計算機(jī)技術(shù)的一位開拓者現(xiàn)在正在領(lǐng)頭努力創(chuàng)造有史以來最好的大腦模擬裝置，他把一百萬個單獨的處理器連接到一起并且拋棄了計算機(jī)所遵循的一些基本原則。模擬大腦是一種非常困難的任務(wù)，數(shù)十億的神經(jīng)細(xì)胞形成數(shù)萬億的連接而且每秒發(fā)送千的五次方次信號。即使是地球上最快的超級計算機(jī)也無法做到那種程度。史蒂夫 -菲布爾了解這種情況，他是ARM處理器的發(fā)明人之一，ARM為今天世界上幾乎所有的移動手機(jī)提供能源，而且他清楚地認(rèn)識到了現(xiàn)代芯片的優(yōu)缺點。
模擬大腦是一種非常困難的任務(wù)，數(shù)十億的神經(jīng)細(xì)胞形成數(shù)萬億的連接而且每秒發(fā)送千的五次方次信號
ARM創(chuàng)始人之一史蒂夫-菲布爾正在打造有史以來最好的大腦模擬裝置，大約能模擬十億大腦神經(jīng)細(xì)胞
一百萬個單獨的處理器連接到一起組成了超級大腦模擬系統(tǒng)
因此了解到即使是像IBM的深藍(lán)計算機(jī)也無法正確的模擬哪怕只是大腦的一部分，菲布爾決定改變研究的方向。他和他的團(tuán)隊正在建造的裝置被稱作脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者SpiNNaker，而且一旦制作完成它將成為有史以來創(chuàng)造的最接近大腦的模擬系統(tǒng)。
當(dāng)2013年SpiNNaker完成的時候，它將擁有1200個線路板；每個線路板上都擁有48個低功率ARM9處理器；每個處理器都有18個芯片；每個芯片都將模擬數(shù)十個神經(jīng)細(xì)胞。菲布爾估計這個系統(tǒng)應(yīng)該能夠模擬十億個神經(jīng)細(xì)胞，而且比之前的嘗試多少更像人類大腦。
幾乎每一臺計算機(jī)都是由一個中央計時器進(jìn)行控制，中央計時器同步控制全部的晶體三極管、門電路和組成一臺現(xiàn)代計算機(jī)的所有其它微觀特征。但是大腦沒有這樣的中央計時器，而SpiNNaker系統(tǒng)也沒有這樣的配置。
這就意味著信號接收和發(fā)送的時候沒有經(jīng)過任何的同步處理，不會相互妨礙，也不會因為無數(shù)的微小隨機(jī)變化而改變信號輸出。聽起來有點混亂，對于精確數(shù)字運算的事物來說它卻是很混亂。但是對于“模糊”運算來說，比如說當(dāng)你扔出球的時候什么時候松開手或者用什么詞語作為一個句子的結(jié)尾，它就很好。畢竟你的大腦做所有的那些事情的時候不會計算到小數(shù)點后十位數(shù)。
換句話說，SpiNNaker不僅僅是對大腦的一種模擬，而且可以用這種方法在飛行模擬器中進(jìn)行模擬飛行。事實上它的工作方式與大腦相同，或者至少比現(xiàn)存的計算機(jī)更加接近。菲布爾相信這項研究不僅會推斷大腦科學(xué)研究的進(jìn)步，而且或許也可以改善計算機(jī)處理大型問題或者許多小問題的方式。在《IEEE Spectrum》雜志上的對于之前和現(xiàn)在系統(tǒng)的描述講述了更多的細(xì)節(jié)和歷史。
第一塊線路板的測試開始于2011年5月，而且他們預(yù)計將在2013年年底完成這一設(shè)計。SpiNNaker項目獲得了英國工程和物理科學(xué)組織的500萬英鎊（大約800萬美元）撥款而得以進(jìn)行，而且大量的大學(xué)和產(chǎn)業(yè)合作者參與到其中。你可以在SpiNNaker項目的主頁跟蹤它的進(jìn)程。
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