IBM仿人脑研制智能芯片 超越当今计算机

IBM作为计算机行业的领军企业，已成功驰骋65余载，如今它又再创了一个电子大脑——人工智能仿生芯片。

Big Blue今天宣布，在四所大学和国防高级研究计划局(DARPA)的协助下，他们研制了一款模拟大脑信息处理方式的计算机芯片的基础设计。

IBM的这款仿生芯片，旨在模拟人类大脑功能，具备如今计算机还不能像人一样处理信息的功能如意识、感知、交互、识别等。

Dharmendra Modha是DARPA此项目的主要研究者，他同时兼任美国加利福尼亚州圣何塞IBM研究中心的研究员。Dharmendra Modha在采访中说：“这种芯片，将会成为新一代超级计算机的种子，将结合神经科学和纳米技术。我们今天的计算机其实更像一个大的计算器，而此项研究的目标，就是让它更像人类的大脑，这是截然不同的。”

该芯片必然导致商业智能化，也必将颠覆传统计算模式，用人工大脑的思维来统占和取代信息时代。最终的应用程序将会对商业、政府、科学具有巨大的影像。根据这种芯片设计出来的电脑，可以更好地处理现实世界的问题，这是当今的“计算器”远远达不到的。

IBM在2008年9月就曾宣布该项目的启动，并于2009年达到了第一个里程碑。如今，研究人员已成功完成第一期工程，即设计一个基本的计算单元，可以不断重复复制来搭建仿生计算机的初步架构。

这种新的计算单位或核心与大脑类似，仿生芯片有“神经元”，或者说是数字信息处理器;“突触”是学习和记忆的基础;“轴突”即数据通路可以连接计算机各组织。

这虽然听起来很简单，但与如今的大多数电脑都完全不同。现在被命名为计算机的是建立在冯诺依曼架构的基础之上，特别是在“冯诺依曼瓶颈”之下，IBM的创想更值得人期待。

仿生处理器集成内存运行速度并不快，发送数据大概在10Hz左右，远远被今天5000Hz的电脑抛在后面。但是!人类的大脑是无数多任务同时开展的，这是相当可怕的。同时在各个方向上发送信号，大脑的10亿个神经元和10万亿个连接(突触)加在一起计算，产生的能量是相当巨大的。

IBM就希望效仿这一大脑结构创建全新的芯片。

该研究小组目前已建立起第一批类似人脑的计算单元，由256个神经元，256×256个突触和256个轴突构成。 换句话说，它已经拥有了处理器，内存和通信的基本架构。 此外这种类人脑结构还有另一个好处，运行功耗低，而且在不使用时还可以实现部分关闭。另外这些新的芯片将不会以传统的方式进行编程。 基于它的认知计算机也有望实现学习经验，寻找相关性，建立假设，记住和学习等能力。 由于他们模仿大脑的“结构和突触可塑性”，因而处理过程是分布式和平行式的，而非集中和串行式。

这种IBM人工智能仿生芯片还能重新创建一种类似大脑中发生在神经元和突触之间的“脉冲”现象。 因而其能够处理十分复杂的任务，比如玩Pong游戏。目前已有两个原型芯片被制造出来正在测试。研究人员也即将步入到第2个阶段，创建一个计算机。 目标是创建一个不仅能立刻通过多种感官分析复杂信息，而且能动态修正自身，与环境互动和识别周围发生的事情的计算机。

另外除了玩Pong游戏，IBM的团队还测试过该芯片解决导航，机器视觉，模式识别，联想记忆以及分类等问题的能力。最终，IBM将把该计算单元完全融入到一个完整的硬件和软件的集成系统中去。 Modha说，IBM希望建立一台包含100亿个神经元和100万亿个突触的计算机。这比人类大脑的功都强大10倍以上。 另外Modha还预测，完整的系统只会消耗一千瓦的功率，而且将占据不到两升的量(我们大脑的大小)。 相比之下，目前最快的IBM超级计算机蓝色基因有147,456处理器，内存容量超过144T，有一个巨大的空调柜那么大，消耗超过2兆瓦的电力。

对于具体应用方面，IBM说可以使用认知计算机通过传感器网络和微型电机网络不断记录和报告数据如温度，压力，波高，声学和海潮等来监测世界范围内的供水状况。 然后，它还可以在发生地震的情况下发出海啸警报。而这样的任务传统计算机根本不可能完成。

据悉，该项目是用DARPA捐赠的2100万美元创建的，包括六个IBM实验室，四所大学(康乃尔大学，威斯康星大学，加州大学和哥伦比亚大学)以及一些政府研究人员。虽然这个项目比较新，但是IBM自其1956年创建第一台人脑模拟器(512个神经元)以来就一直在从事对类人脑计算机的研究 。

IBM研究人员说：“如果一切顺利，这将不是5%的飞跃。而是一个巨大的飞跃。 而且到现在为止我们也已经克服了巨大的能够想象到的困难。”