仿人脑神经芯片将成为未来计算能力的基石

OFweek 电子工程 网讯：IBM和康奈尔大学的科学家模仿人脑的神经结构制成了功能强劲又节能的 芯片 ，很可能成为下一代超级计算机的基石。

过去的几年里，技术公司和科研人员都在努力构造神经形态的计算机结构——即模拟人脑能力制造出的芯片，它既有分析能力，又有人脑般的直觉，这样才能处理大量的数据。如今，这份努力已经带来了里程碑式的成果——科学家已经生产出一种集成了54亿个 晶体管 的芯片，包含4000多个神经突触核心。

每个突触核心都包含与人脑的生物组成部分相对应的计算结构——核心内存起着与脑神经突触类似的作用，处理器相当于核心的神经细胞（神经元），用接线提供连接，就像大脑轴突的神经纤维一样。IBM公司与康奈尔大学这个课题的研究人员将他们的结果发表在8月份的《科学》杂志上。

在美国国防高级研究计划局（DARPA）开展的神经形态自适应伸缩可塑电子系统（SyNAPSE）计划中，来自以上两个机构的科学家开展了合作。SyNAPSE计划希望能逆向还原大脑的计算功能，从而制造出一种能够模拟我们的感觉、理解、行动与交流的能力，并能理解不同的刺激因素的计算机。2008年以来，DARPA在这项计划上已经投入了5300万美元。HRL实验室负责DARPA的另一个SyNAPSE计划。

根据《科学》杂志的那篇文章，IBM和康奈尔大学的研究者们把这种新的芯片设计成类似一种节能的脉冲神经网络。普通的神经网络每隔一段固定的时间处理一次数据，而脉冲神经网络只在电量超过阈值的时候才能被激发，因此更加节能。被激发的部位反过来又会影响其他人工神经元的电荷——这就很像真正的大脑运行时的过程了。而IBM的新型芯片同时又包含了4096个神经突触核心，可以产生超过100万个可编程的脉冲神经元，以及2.56亿个可配置的突触。

而IBM与其在SyNAPSE计划中的合作者们终的目标，是制造出一台鞋盒子那么大的神经突触超级计算机，包含100亿个神经元和100万亿个突触，而耗能只有1千瓦（人脑就包含大约100万亿个突触，却仅仅消耗20瓦的能量——就跟烤箱指示灯的耗能差不多）。