模擬人腦功能的認知計算機芯片

新華網舊金山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知計算機芯片。

建立在這種芯片基礎上的計算機將與目前大多數計算機的運行方式截然不同。現在的計算機采用的是“馮·諾依曼結構”：即內存和處理器是分開的，兩者之間通過“總線”來傳輸數據。在過去的６０多年中，計算機內存容量和處理器速度不斷增長，但這種速度遠遠大于雙方之間流量的增加，讓計算機的整體效率受到嚴重限制，這被稱為“馮·諾依曼瓶頸”。

現代神經生物學認為，記憶是存在于神經元和神經突觸中的。如果把人腦看作計算機，這部機器的內存和處理器是合二為一的。每個神經元的工作速度并不是很快，但人腦有１０００億個神經元，所有神經元之間約有１００萬億個神經突觸相連，其中產生的計算能力不可估量。

ＩＢＭ芯片模擬的就是這種結構。已經研發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“神經元”，其中一塊有超過２６萬個可控制的“神經突觸”，另一塊有６萬多個學習型“神經突觸”。在這兩塊芯片的基礎上，研究人員成功讓計算機實現導航、機器視覺、模式識別、聯系記憶及分類等功能。

研究人員的長期目標是建立一個有１００億個“神經元”和１００萬億個“神經突觸”的芯片系統，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，將可以從經驗中學習，找到聯系，建立假設，模擬人腦的結構及彈性功能。

該研究項目負責人莫德哈介紹說，現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，編程過于復雜。認知型計算機不會取代傳統計算機，但有望讓現在很多看似不可能的計算應用成為現實。

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