瘋狂科學(xué)家 百萬顆18核ARM處理器模擬人腦

去年報(bào)道了ARM處理器的主要設(shè)計(jì)者以及Acron(ARM公司的前身)的主要參與人員，現(xiàn)任曼徹斯特大學(xué)工程系教授，Steve Furber正在致力于用ARM處理器模擬人類大腦的相關(guān)研究的消息。而時(shí)隔一年，F(xiàn)urber教授的研究可謂鳥槍換炮，正在使用一種定制的18核ARM架構(gòu)處理器來繼續(xù)試驗(yàn)。

每個(gè)處理器上都整合了多達(dá)18個(gè)ARM處理器核心和一個(gè)用于路由節(jié)點(diǎn)互聯(lián)的通信層，以及55個(gè)32KB SRAM內(nèi)存塊，與每顆處理器相伴的則是是由美光提供的1Gb DDR SDRAM內(nèi)存，頻率166MHz。這種處理器采用聯(lián)電130nm CMOS工藝制造，300-BGA封裝，尺寸19×19毫米，約有1億個(gè)晶體管。

Furber表示：“我們正在進(jìn)行初期模擬試驗(yàn)，會(huì)在接下來的18個(gè)月內(nèi)逐漸擴(kuò)大規(guī)模。……我們知道人腦這個(gè)信息處理系統(tǒng)是如何工作的，也根本不需要。希望我們的機(jī)器能在這一道路上取得重大進(jìn)步。”

根據(jù)Steve Furber與南開普敦大學(xué)的Andrew Brown一起進(jìn)行的脈沖神經(jīng)元研究計(jì)劃，一個(gè)ARM處理器可以模擬大約1000個(gè)脈沖神經(jīng)元的活動(dòng)狀況。而整個(gè)脈沖神經(jīng)元研究計(jì)劃則打算用100萬個(gè)處理器來組成一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)用以模擬10億個(gè)神經(jīng)元的運(yùn)動(dòng)情況。而由于年齡、健康狀況、飲食狀況以及個(gè)體差異，人腦通常擁有800至900億個(gè)神經(jīng)元。因此，即便100萬個(gè)處理器的計(jì)劃聽起來很宏偉，但實(shí)際上Steve Furber與Andrew Brown的計(jì)劃也僅能模擬人腦1%的活動(dòng)情況。

Steve Furber與Andrew Brown在他們的論文中表示他們希望通過建造復(fù)雜的硅神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)來模擬復(fù)雜的人類神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，從而更好的理解人類大腦運(yùn)作的方式。人類早就已經(jīng)理解了神經(jīng)云的作用，對(duì)于幾個(gè)簡單神經(jīng)元的組合也可以給出確切的解釋，但對(duì)于大腦這樣規(guī)模的神經(jīng)元集合目前人類還是不能完全了解，通過核磁共振等手段觀察大腦的功能也只能停留在比較低的檔次上。Steve Furber與Andrew Brown表示，大腦本身可以看作是一個(gè)由低性能異步組建大規(guī)模并行而組成的系統(tǒng)，信息的產(chǎn)生和交流是通過在其中運(yùn)行的電脈沖來實(shí)現(xiàn)的。這些脈沖的頻率和波幅很可能代表了一些信息，但我們目前還不確定。

憑借低成本和低功耗的特性，ARM處理器的應(yīng)用在近幾年可謂越來越大，而現(xiàn)在，其又在向人腦模擬方面進(jìn)軍，看來ARM架構(gòu)超算應(yīng)該不遠(yuǎn)了。