概率模擬技術(shù)將重新定義計(jì)算機(jī)

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，計(jì)算機(jī)的定義，通常是指能夠處理和存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的機(jī)器。不過(guò)，美國(guó)國(guó)防部（U.S. Department of Defense）開(kāi)展了一項(xiàng)計(jì)劃，將有望重新定義計(jì)算機(jī)。美國(guó)國(guó)防部正在支助旗下技術(shù)管理部門美國(guó)國(guó)防高級(jí)計(jì)劃研究局（Defense Advanced Research Projects Agency，簡(jiǎn)稱Darpa）開(kāi)展一項(xiàng)新計(jì)劃UPSIDE，意即非常規(guī)信號(hào)處理的智能數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)。

非二進(jìn)制芯片示意圖

本質(zhì)上來(lái)講，這個(gè)項(xiàng)目采用一種全新的方式進(jìn)行計(jì)算機(jī)處 理，而不會(huì)涉及傳統(tǒng)上定義計(jì)算機(jī)的數(shù)字處理器。這項(xiàng)計(jì)劃旨在制造一種比現(xiàn)今處理器功能更加強(qiáng)大、耗能更低的計(jì)算機(jī)芯片。

美 國(guó)國(guó)防高級(jí)計(jì)劃研究局認(rèn)為，如今的這類計(jì)算機(jī)將要終結(jié)，特別是那種用來(lái)控制安裝在遙控飛機(jī)和直升機(jī)上的間諜相機(jī)的計(jì)算機(jī)，這類計(jì)算機(jī)一般都要進(jìn)行很多圖片 處理。問(wèn)題是這種處理功能不夠強(qiáng)大，UPSIDE計(jì)劃的項(xiàng)目管理者丹尼爾·哈默史托姆（Daniel Hammerstrom）如是表示。事實(shí)上，美國(guó)國(guó)防高級(jí)計(jì)劃研究局醞釀這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)十多年了。

哈默史托姆說(shuō)，“在過(guò)去10到15年以來(lái)，計(jì)算機(jī)處理功能似乎停滯不前。計(jì)算機(jī)的處理效率提升得也不夠快。”

哈默史托姆曾經(jīng)在上個(gè)世紀(jì)80年代為英特爾公司研發(fā)過(guò)電腦芯片，如今他想要制造出一種以全新方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的芯片。他想要尋找一種布爾邏輯的直接替代方案，直接開(kāi)發(fā)出一種能夠進(jìn)行概率運(yùn)算的模擬處理器，這種晶體管不是基于傳統(tǒng)二進(jìn)制邏輯進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

概 率芯片要進(jìn)入商業(yè)用途的領(lǐng)域還需要很多年，不過(guò)，美國(guó)Analog Devices Lyric Labs公司的總經(jīng)理本·維戈達(dá)（Ben Vigoda）表示，模擬計(jì)算機(jī)早在上個(gè)世紀(jì)50年代就已存在，不過(guò)，過(guò)去半個(gè)世紀(jì)以來(lái)由于數(shù)字處理器的強(qiáng)大功能和高速發(fā)展讓模擬計(jì)算機(jī)相形失色。維戈達(dá) 說(shuō)，“相信很多人都還記得那個(gè)時(shí)代大學(xué)里的那種模擬計(jì)算機(jī)。事實(shí)上，對(duì)于如今這種數(shù)字處理計(jì)算機(jī)的質(zhì)疑聲已經(jīng)有很多年了。”他認(rèn)為，過(guò)去10多年來(lái)概率計(jì) 算機(jī)的概念又開(kāi)始重新興起，如今美國(guó)國(guó)防高級(jí)計(jì)劃研究局開(kāi)展的這個(gè)項(xiàng)目更是為它吸引了更多關(guān)注。

美 國(guó)國(guó)防高級(jí)計(jì)劃研究局的這個(gè)計(jì)劃為期兩個(gè)階段。第一個(gè)階段，由多家公司開(kāi)發(fā)出可以進(jìn)行概率運(yùn)算的芯片。第二個(gè)階段，再利用這些芯片打造移動(dòng)成像系統(tǒng)。哈默 史托姆表示，這種系統(tǒng)處理速度將更快、功率的數(shù)量級(jí)也更大。“我覺(jué)得現(xiàn)在是時(shí)候處理這些問(wèn)題了，這也是美國(guó)國(guó)防高級(jí)計(jì)劃研究局開(kāi)展這個(gè)項(xiàng)目的目的?？纯船F(xiàn) 狀，我們覺(jué)得是時(shí)候著手進(jìn)行改變了。”

哈默史托姆沒(méi)有透露對(duì)此項(xiàng)目的具體投入資金，不過(guò)，他表示，項(xiàng)目規(guī)模不大不小，十分適中。

6 年前，維戈達(dá)成立了一家叫做Lyric Semiconductor的公司，主要研發(fā)概率處理器，能夠替代很多不同類型芯片的功用。之后，這家公司被Analog Devices收購(gòu)，后者是一家針對(duì)醫(yī)療、工業(yè)和消費(fèi)者系統(tǒng)的芯片制造商。維戈達(dá)認(rèn)為，概率處理器可被用在多個(gè)不同的行業(yè)領(lǐng)域，有很大的市場(chǎng)。

概率計(jì)算處理技術(shù)有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，第一是能耗低、處理效能高，特別是針對(duì)那些不需要對(duì)答案進(jìn)行精確處理的領(lǐng)域，比如圖片成像處理。

今年早些時(shí)候，萊斯大學(xué)（Rice university）的研究人員設(shè)計(jì)了一種低耗能芯片，能夠基于概率計(jì)算來(lái)進(jìn)行高效能的處理，主要是針對(duì)不需要特別精確處理的領(lǐng)域。

概率計(jì)算處理技術(shù)另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，它能夠幫助解決一些復(fù)雜、計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿的數(shù)據(jù)分析問(wèn)題。

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