百万ARM处理器互连挑战人脑最接近模拟
2012-08-03
一位资深计算机专家正领导进行一项迄今对人脑的最佳模拟尝试，用100万个独立的处理器相互连接，并创设出一系列的基本运算规则.
SpiNNaker系统将拥有1200块电路板，每块电路板上有48个低能ARM9处理器，每隔处理器有18个内核，每个内核可以模拟数十个神经元，它将可以模拟由数十亿个神经元构成的网络结构.
据国外媒体报道，一位早期计算机技术的开拓者近期正领导进行一项迄今对人脑的最佳模拟尝试，方法是将100万个独立的处理器相互连接，并创设出一系列的基本运算规则。
模拟大脑是一项极其艰难的工作：数十亿个神经元由数万亿个神经节相互连通，每秒传递数百万亿个信号。对此，即便是世界上最强大的超级计算机也无法全部予以追踪。史蒂夫·费博(Steve Furber)当然也知道这一点。费博本人是ARM处理器的研发者之一，今天全世界几乎所有的手机都依靠这种技术运行，因此他对现有芯片的优点和缺点非常清楚。
因此，想象一下吧，即使是IBM公司开发的智能机器人“深蓝”也无法模拟哪怕大脑的一小部分，费博于是决定采用不同的方案。他和他的团队创建了一种装置，名为“脉冲神经网络结构”，简称“SpiNNaker”。一旦建成，它将成为对人脑迄今最接近的模拟尝试。
预计这一结构将于2013年建成，SpiNNaker将拥有1200块电路板，每块电路板上有48个低能ARM9处理器，每个处理器有18个内核，每个内核可以模拟数十个神经元。费博估计这一系统将可以模拟由数十亿个神经元构成的网络结构，这就意味着这一系统将比以往任何系统都更加接近真实大脑的状态。
几乎所有计算机都拥有一个中央计时器，它会协调同步所有的三极管，门电路和所有其它组成现代中央处理器(CPU)的微型部件。但是大脑却没有这样的计时器，而SpiNNaker系统也同样没有。
这就意味着信号的发出和接收将不经过任何时间同步，这些信号将会相互干扰，并且其输出结果也会随着数以百万计微小的随机变化因素而发生改变。这听起来似乎会造成混乱，对于那些对精度要求很高的任务，如数学计算，情况确实如此。但是对于那些模糊运算任务，比如你何时该松开手以便丢出一个球，或者用哪个词来作为一句句子的结尾，这一系统就能应付——毕竟你的大脑在处理这类任务时不会被要求要将计算结果精确到小数点后10位数。
换句话说，SpiNNaker系统不仅是对大脑的模拟，它还可以在诸如飞行模拟器等领域发挥作用。它的工作方式更加接近大脑，或者至少相比现有的计算机而言是这样。费博相信这项研究将不仅会推进脑科学研究，还将极大地提升计算机应对由数千个较小问题构成的宏大问题的能力。
2011年5月，第一块这样的电路板已经开始接受测试，研制小组预计到2013年年底之前他们将可以完成所有的工作。SpiNNaker项目得到了应该工程和物理科学协会500万英镑的资助，因此得以成型。另外还有多家大学和企业机构参与其中。
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