超级大脑|构建“人造超级大脑”( 三 )
三是解决类脑芯片的能效问题 。 研究发现 ， 人脑是一部能效极高的“计算机” ， 若用现在的计算机去处理人脑承担的任务 ， 粗略估计需要高达100兆瓦的功耗 ， 是人脑功耗的500万倍 。 人脑可以低能量消耗运行的原因之一 ， 就是存算一体的机制最大程度减少了数据的传输需求与传输距离 ， 节约了传统计算架构中计算单元和存储单元间通信所消耗的时间和能量 。 因此 ， 类脑芯片不仅能够像人脑一样根据外界动态信息做出反应并不断学习 ， 还可以在无信息输入的时候进入“休息”的省电状态 。
类脑计算的未来：在学科交叉与突破创新中蓬勃发展
综观全球 ， 类脑研究不断取得新进展 。 我国于2021年正式启动科技创新2030——“脑科学与类脑研究”重大项目 ， 将大力开展类脑研究 。 一些发达国家也相继提出类脑研究计划 。 可以预见 ， 类脑研究将进入前所未有的高速发展期 ， 催生一批新理论和技术成果 ， 引领新一轮科技革命 。 目前 ， 类脑计算的基础理论和核心技术已取得不少突破 。
类脑研究发展迅猛、前景广阔 ， 但总体仍处于起步阶段 。 特别是要想实现构建“人造超级大脑”的美好愿望 ， 还需突破多个难点 。 比如世界上单颗类脑芯片仅停留在百万级神经元规模 ， 最大的类脑计算系统也只达到了亿级神经元 ， 而一只小鼠的大脑神经元数量就达到了1亿左右 ， 人脑的神经元数量更是有600亿—1000亿之多 。 总体而言 ， 基于硬件的类脑计算过程模拟与真实大脑相比仍有不小差距 ， 类脑学习的运作机制与算法研究还很有限 。 再如目前人类对大脑神经元如何编码、转导和储存神经信息有较多了解 ， 但尚不了解神经信息如何产生感知觉、情绪、抉择、语言等各种大脑高级认知功能 。 要让科幻电影里那样的“人类超级大脑”计算机成为现实 ， 仍需研究者久久为功 。
正如人类历史上的任何科技成果一样 ， 类脑计算的发展不会一蹴而就 。 但难点也是突破点、机遇点 ， 随着神经模型、学习算法、类脑器件、基础软件和类脑应用等方面不断取得突破 ， 类脑计算将迎来更为蓬勃的发展态势 ， 为构建“人造超级大脑”带来希望 。
（作者为中国科学院院士、浙江大学校长）
推荐读物：
《计算机与人脑》：约翰·冯·诺伊曼著 ， 王文浩译；商务印书馆出版 。
《图灵和ACM图灵奖（1966—2015）（第五版）：纪念计算机诞生70周年》：吴鹤龄、崔林著；高等教育出版社出版 。
《大脑的奥秘》：中国科学院神经科学研究所编著；上海科学技术出版社出版 。
【超级大脑|构建“人造超级大脑”】作者：吴朝晖
推荐阅读
- 保障|【Touch Beijing 双语新闻】冬奥会通信保障“智慧大脑”正式开启 、非遗精品扮靓冬奥签约酒店场馆....
- 关键特性|5G超级频率聚变技术成功纳入3GPP R18标准立项
- Tesla|2021年特斯拉上海超级工厂交付超48万辆 占全球“半壁江山”
- 保障|保障冬奥会通信“智慧大脑”顺畅运行，青年成中坚力量
- 新浪科技|12月销量破7万，上海超级工厂贡献特斯拉全球版图“半壁江山”
- 现场工程师|北京冬奥会通信保障“智慧大脑”正式启用
- 保障|探秘冬奥通信保障智慧大脑
- 网络|揭秘北京冬奥会通信保障“智慧大脑”
- 通信|冬奥会通信保障“智慧大脑”正式开启
- 保障|冬奥会通信保障“智慧大脑”正式开启