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2014年国际十大科技新闻解读

日期:2014-12-30    点击:3259    查看原图    全部展开
邮票大小类脑芯片“叫板”超级计算机。在智力竞赛中击败两位人类选手,在主题辩论中与人“顶嘴”,IBM的超级计算机“沃森(Watson)”近两年的表现着实令人印象深刻。在超级计算机上实现对人工智能和大脑的模拟,似乎不是什么难事了?

且慢。擂台上的双方并非同一重量级——“沃森”的智力完全依赖它储存海量数据的庞大“大脑”——90台服务器加上360块计算芯片的“体格”抵得上10台普通冰箱,能耗超高可想而知;人类大脑重不过千余克,却拥有100多亿个神经细胞,把大脑活动的能耗转换成电能,只相当于一只20瓦的灯泡。

论精巧与复杂,人类大脑仍然力挫所有现代机器。人脑计算方式不受现代计算机“冯·诺依曼瓶颈”限制。现代计算机的内存和处理器是分开的,以总线作为数据交换的通道;在人脑中,神经元(处理器)之间通过突触(内存)互相接触,这种处理器与内存紧密相连的结构,让人脑信息传递的效率非常高;人脑还有一个特点,部分神经元不使用时可以关闭,因而整体能耗很低。

研发类脑电路已是必然趋势。2011年,IBM推出了SyNAPSE(“自适应塑料可伸缩电子神经形态系统”的缩写,恰好也是“突触”的意思)芯片原型,这枚单核芯片包含256个“神经元”和256×256个“突触”。时隔3年,邮票大小的升级版多核芯片“真北(Truenorth)”问世,尺寸不及原型的1/15,内核却增加到4096个,方寸之间竟然集成了100万个“神经元”、2.56亿个“突触”,能耗不到70毫瓦,其运算能力可折合为每瓦每秒460亿次,而最节能的超级计算机每瓦每秒只能进行45亿次“浮点”运算。

如果说第一代单核类脑芯片还只是“虫脑”水平,那么进阶版“真北”已经相当于“蜜蜂大脑”了。但显然,IBM的终极目标是人类的“灰脑”——大脑皮层灰质是数百亿神经元的聚集地,有朝一日若真实现这种规模的人工智能,人类的生存前景恐怕更加黯淡。









 
图片库说明
    在奔流不息的时代浪潮中,科技成就始终扮演着“万花筒”的角色——数学、物理、化学、天文、地理、生物……不变的多彩纸片,稍加晃动,就能转出五光十色的奇妙世界。
    2014年,细胞遗传学、大脑科学以及计算机科学仍然是热门领域,航空航天作为大国实力较量的焦点从未停歇,科学伦理和危机应对是科技新闻永远需要直面的话题……
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