全世界最快的大腦模擬機器:擁有100萬個處理器
科學家前不久剛剛激活了全世界最大的“大腦”:一台配有100萬個處理器和1200個互連電路板、能夠像人腦一樣運行的超級電腦。科學家於11月2日宣布,這台歷時10年打造的電腦是全世界最大的神經形態計算機,即一類模擬神經元放電的計算機。
該計算機名為“脈衝神經網絡架構”,簡稱SpiNNaker,位於英國曼徹斯特大學。該項目成員、曼徹斯特大學計算機工程教授史蒂夫·弗爾伯(Steve Furber)指出:“它對傳統計算機的工作方式進行了重新思考。”
但SpiNNaker不僅能像人腦一樣“思考”,還能創造出類似人腦中的神經元模型,並能實時模擬比任何計算機都要多的神經元。
“它的主要任務是支持局部大腦建模,如皮層模型、或通常表現為激活(或正在放電的)神經元網絡的幾處腦區。”弗爾伯解釋道。
處理器翻倍
自2016年4月以來,SpiNNaker一直在用50萬個核心處理器模擬神經元活動。但該計算機升級後的處理能力翻了一倍。在歐盟人腦計劃(一項試圖構建虛擬人腦的計劃)的幫助下,SpiNNaker將不斷幫助科學家打造細緻入微的大腦模型。但曼徹斯特大學代表在聲明中表示,該計算機如今已能夠同時執行20萬萬億個動作。
雖然其它計算機的處理器數量可能勝過SpiNNaker,但將這些處理器相連的基礎構造則決定了它們之間的天壤之別。在人腦中,1000億個神經元可以同時放電,將信號傳輸給成千上萬個目標。弗爾伯解釋道,SpiNNaker的基礎架構讓處理器之間得以進行極高水平的溝通,就像真正的人腦神經網絡一樣。
“傳統超級計算機的連接機制並不太適合實時大腦建模,”弗爾伯表示,“但我相信,SpiNNaker生物實時建立大型脈衝神經網絡模型的能力將遠勝其它計算機。”
物質之上,還有思想
SpiNNaker只有50萬個處理器時,能夠模擬大腦皮層中的8萬個神經元。SpiNNaker還模擬過大腦基底核(即受帕金森綜合徵影響的腦區),體現了其作為腦疾病研究工具的巨大潛力。
SpiNNaker還可以控制一台名叫SpOmnibot的移動機器人。曼徹斯特大學代表稱,SpOmnibot可藉助該計算機解讀自身視覺傳感器收集的數據,並實時決定前進方向。
有了這樣的計算能力和大腦模擬能力,SpiNNaker距離像真正的人腦一樣運作還有多遠呢?弗爾伯稱,就目前而言,百分之百模擬人腦是不可能的。即使是像SpiNNaker這樣先進的機器,內部溝通能力也只有人腦的一小部分。超級計算機要想擁有獨立思考的能力,還有很長的路要走。
“就算有了100萬個處理器,機器的處理規模也只能達到人腦的百分之一,這還是在做了許多簡化的情況下。”
不過弗爾伯補充道,SpiNNaker已經可以模擬小鼠大腦的功能了(只有人腦的1000分之一)。
“如果小鼠的思考規模也只有人類的千分之一,並且只要有合適的構造(這點本身就值得討論)和足夠的神經元就能實現,也許我們用SpiNNaker模型便可達到小鼠的思考水平。”