美國科學(xué)家近日表示,他們研制出了一種模擬人腦運作方式的新型電腦的原型機,這種名為“存儲式電腦(memcomputer)”的設備未來(lái)或能完成諸如破譯密碼等極其復雜的任務(wù),也將助神經(jīng)科學(xué)家更好地理解人腦的工作原理。
傳統微芯片中執行計算任務(wù)的處理器和執行存儲任務(wù)的存儲器是不同的部分。數據在這兩者之間來(lái)回傳遞不僅費時(shí),且會(huì )耗費大量能量,大大限制了電腦的性能。
為此,加州大學(xué)圣地亞哥分校的理論物理學(xué)家馬西米利亞諾?迪?文德拉和同事利用既能處理數據又能存儲數據的“存儲式處理器(memprocessor)”構建了“存儲式電腦”。這種設計方案模擬了人腦的組成部分——神經(jīng)元的工作原理。在人腦中,每個(gè)神經(jīng)元既是處理器也是存儲器。
迪.文德拉接受美國趣味科學(xué)網(wǎng)站采訪(fǎng)時(shí)表示:“‘存儲式電腦’原型機不僅能有效地解決某類(lèi)計算難題,還可以利用現有技術(shù)制造出來(lái)?!?/p>
迪.文德拉所說(shuō)的計算難題是指“NP完全問(wèn)題”。在此類(lèi)問(wèn)題中,人們能很快確認可能的解決方案是否有效,但無(wú)法確定最佳解決方案。其中一個(gè)典型的例子是“旅行商問(wèn)題”。在這個(gè)問(wèn)題中,某人必須走遍一份名單上的每個(gè)城市,找出一條走遍每個(gè)城市后回到起點(diǎn)的最短路徑。人們或許能很快找到一條覆蓋每個(gè)城市的路徑,但如不一一嘗試,很難確認哪一條路徑最佳。
現在,新型電腦內的“存儲式處理器”能協(xié)同工作并同時(shí)找出所有可能的解決方案。而且,新電腦也解決了“NP完全問(wèn)題”中的子集求和問(wèn)題。迪?文德拉說(shuō):“現在的電腦無(wú)法解決的此類(lèi)問(wèn)題,新型電腦能更有效地解決。我們還想知道,從此類(lèi)電腦中獲取的知識能否讓我們更好地理解人腦的工作原理?!?/p>
其實(shí),目前也有科學(xué)家嘗試利用量子電腦來(lái)解決此類(lèi)問(wèn)題,但量子電腦通常需在極低溫度下操作,而“存儲式電腦”則能用標準技術(shù)制造并在室溫下操作。
不過(guò),迪.文德拉也承認,很難增加“存儲式處理器”來(lái)對電腦進(jìn)行升級,或許能制造出采用其他方式解碼數據的存儲式處理器,以制造出更大規模的“存儲式電腦”。
摘自 中國科技網(wǎng)