IBM研发模拟人类大脑的电脑：电解液充当血液供电降温

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能够精确模拟人类大脑的机器一直被誉为计算机学领域的圣杯。现在，IBM公司的科学家研制出一种使用“电解血液”的电脑，在朝着实现这一梦想的道路上又往前迈进一步。这项技术能够在为电脑提供能量的同时起到降温作用，类似于血液在大脑中的功效。
　　英国广播公司报道称，IBM的苏黎世实验室在上周演示了这一系统。IBM的科学家布鲁诺-米切尔博士表示：“我们需要研制能效是当前1万倍的超级计算机。通过液体冷却和供电网络与数百个芯片垂直整合到一起，IBM研究院在朝着研制未来仿生电脑的道路上迈出了第一步。”
　　人类的大脑可装入一个2升的瓶子，所消耗的能量相当于一盏20瓦灯泡，能效是当前任何电脑的1万倍左右。拥有这种惊人能效的原因在于大脑只使用一个血管与毛细管网络同时输送热量和能量。这些能量中有大约40%用于维持大脑的正常功能，只有10%用于供能和降温。相比之下，电脑用于降温和供电的能量高达99%，用于处理信息的能量只有1%。
　　根据IBM的设想，到了2060年，一台千万亿次级电脑的体积小到可以放在桌子上。现在，这样一台电脑占据的面积相当于一个半个足球场。IBM研发的系统被称之为“氧化还原流”，用于输送“电解血液”。电解液起到两个作用，一个是输送能量，一个是带走热量。IBM在一份报告中说：“这个液体冷却系统不仅能够让芯片保持正常工作所需温度同时还能输送能量，就像同时输送热量和能量的人类血液循环系统一样。”
　　这项技术可用于为3D空间内密集排列的芯片输送能量，无需借助扁平的电路板。CNET科技资讯网的斯特芬-沙克兰德报道称，两种被称之为“电解液”的液体携带电荷相反的带电离子，在系统内流动，负责输送能量。这些电解液将穿过直径相当于人类头发的毛细管，将能量输送给常规电线。米切尔指出：“我们的灵感来自于大脑的组织方式。如果我们将对大脑的认知应用于CMOS(互补金属氧化物半导体)装置，我们便可能快速制造生物形态的电脑，使其同时受益于大自然和技术。”
     
  
        
　　目前，IBM正在研制能够模拟人类大脑的电脑，氧化还原流系统便是这项研究的组成部分。8月，IBM宣布了一个灵感来自于大脑的新型芯片程序架构。这家公司表示这些芯片能够为研制智能传感器网络铺平道路，具备模拟人类大脑感知和思考的能力。2011年，IBM验证了一种新奇的大脑型芯片，立基于可升级，相互连接并且可配置的神经突触核网络。这种芯片的内存相当于大脑内的突触，处理器相当于神经元细胞，通讯装置相当于神经纤维，能够复制和改进大脑的能力，对生物学传感器做出响应，立即对来自多个源头的海量数据进行分析。这项计划是同一研究的组成部分。
　　2009年，IBM宣布利用一台超级计算机对猫的大脑皮层进行了模拟。皮层是大脑的思考区域。借助于性能更卓越的超级计算机，IBM曾于2006年对老鼠大脑40%的区域进行模拟，2007年对整个老鼠大脑进行模拟，2009年对人类大脑皮层进行模拟。IBM希望打造一个由100亿个神经元和1000亿个突触构成的芯片系统。
　　


IBM公司的科学家研制出一种使用“电解血液”的电脑
　　


照片是IBM科学家帕特里克-鲁斯手拿氧化还原流测试芯片
　　


人类的大脑可装入一个2升的瓶子，所消耗的能量相当于一盏20瓦灯泡，能效是当前任何电脑的1万倍左右
　　


IBM研发的液体冷却系统可用于为3D空间内密集排列的芯片输送能量，无需借助扁平的电路板
     
  
        
　　


IBM研究人员当前研制的芯片利用钒氧化还原流的化学特性，依靠不同氧化态钒电气化学放电
　　


8月，IBM宣布了一个灵感来自于大脑的新型芯片程序架构