新型超級計算機是世界上最快的仿腦機器

該計算機擁有一百萬個處理器和1,200個互連的電路板

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科學家們剛剛啟動了世界上最大的“大腦”:一臺擁有百萬個處理核心和1,200個互連電路板的超級計算機,它們共同運作,就像人腦一樣。

科學家於 11 月 2 日宣佈,這臺耗時十年打造的計算機是世界上最大的神經形態計算機——一種模仿神經元放電的計算機。

這臺名為 Spiking Neural Network Architecture(尖峰神經網路架構),簡稱 SpiNNaker 的計算機強機位於英國曼徹斯特大學,專案成員、曼徹斯特大學計算機工程教授 Steve Furber 說,它“重新思考了傳統計算機的工作方式” 在一份宣告中。[科學事實還是科幻小說?10 個科幻概念的合理性]


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但 SpiNNaker 不僅僅像大腦一樣“思考”。它建立人腦中神經元的模型,並且比地球上任何其他計算機都更即時地模擬更多神經元,宣告中稱。

Furber 在一封電子郵件中告訴 Live Science:“它的主要任務是支援部分 大腦模型:例如,皮層、基底神經節或通常表示為尖峰[或放電]神經元網路的多個區域的模型。”

處理器數量翻倍

自 2016 年 4 月以來,SpiNNaker 一直使用 500,000 個核心處理器模擬神經元活動,但升級後的機器容量是原來的兩倍,Furber 解釋說。在歐盟人類大腦計劃(旨在構建虛擬人腦的專案)的支援下,SpiNNaker 將繼續幫助科學家建立詳細的大腦模型。但大學代表在宣告中報告說,現在它有能力同時執行 200 千萬億次操作。

雖然一些其他計算機在處理器數量上可能與 SpiNNaker 相媲美,但使該平臺與眾不同的是連線這些處理器的基礎設施。在人腦中,1000 億個神經元同時放電並將訊號傳輸到數千個目的地。Furber 解釋說,SpiNNaker 的架構支援其處理器之間非常高的通訊水平,其行為非常像大腦的 神經網路 一樣。

他說:“傳統的超級計算機的連線機制不太適合即時大腦建模。我認為,SpiNNaker 比任何其他機器都更有能力在生物學即時環境中建模更大的尖峰神經網路。”

意念勝於物質

以前,當 SpiNNaker 僅使用 500,000 個處理器執行時,它模擬了皮層中 80,000 個神經元,皮層是調節來自感官的資料的大腦區域。宣告稱,另一個 SpiNNaker 對基底神經節(受 帕金森病 影響的大腦區域)的模擬暗示了該計算機作為研究腦部疾病的工具的潛力。

大學代表說,SpiNNaker 還可以控制一個名為 SpOmnibot 的移動機器人,該機器人使用計算機來解釋來自機器人 視覺感測器 的資料,並即時做出導航選擇。

憑藉其強大的計算能力和類腦能力,SpiNNaker 離像真正的人腦一樣執行有多接近?Furber 說,就目前而言,完全模擬人腦根本不可能。Furber 在電子郵件中寫道,像 SpiNNaker 這樣的先進機器仍然只能管理人腦執行的通訊的一小部分,而且超級計算機在能夠 獨立思考 之前還有很長的路要走。

他說:“即使有一百萬個處理器,我們也只能接近人腦規模的 1%,而且這還是在進行了大量簡化假設的情況下。”

Furber 補充說,然而,SpiNNaker 可以模仿小鼠大腦的功能,小鼠大腦比人腦小 1000 倍。

他說:“如果一隻老鼠思考老鼠大小的思想,並且所有需要的就是足夠多的神經元以正確的結構連線在一起(這本身就是一個有爭議的點),那麼也許我們現在可以在 SpiNNaker 上執行的模型中達到這種思維水平。”

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Mindy Weisberger 是一位科學作家,報道生物學、古生物學、氣候變化和太空方面的知識。她曾在哥倫比亞大學學習電影,並在美國自然歷史博物館製作、撰寫和導演媒體十多年,創作了關於恐龍、天體物理學、生物多樣性和進化方面的影片,這些影片曾在世界各地的博物館和科學中心展出。她的著作《殭屍蟲的崛起:寄生性精神控制的驚人科學》將於 2025 年春季由霍普金斯出版社出版。

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