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IBM开发的“深蓝”计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯巴罗夫,随后认知计算研究更成为计算机和生物技术领域的研究热点.2012年度“超级计算机大会”于上月在美国犹他州盐湖城举行,IBM发布了其关于认知计算的最新研究成果——《Compass：一个认知计算架构的可扩展的模拟器》.
认知计算是指模仿人类大脑的计算系统,让计算机像人一样思考,而不是仅仅是作为一个开发系统.认知计算集成IT和生物技术来重建大脑.科学家们以对大脑更深入的生物层面的解读为基础,建立计算机系统,该系统还能在过去经验的基础之上做出判断.认知计算在21世纪更加得到重视,IBM开发的neurosynaptic（神经突触）计算机芯片为此拉开帷幕,IBM目标是开发出比人脑运行速度更快的电脑.
认知计算非冯·诺依曼架构
人的大脑和现代计算机具有完全不同的架构,它们擅长不一样的应用领域.现代计算机一般使用固定的数字化的程序模型,同步、串行、集中、快速、具有通用性地处理问题,数据存储与计算过程在不同地址空间完成.而与之形成鲜明对比的是,人的大脑会重复利用神经元,并突触、异步、并行、分布式、缓慢、不具通用性地处理问题,是可重构的、专门的、容错的生物基质,并且人脑记忆数据与进行计算的边界是模糊的.因此,现代计算机的架构不能模拟人脑的功能和实时反应毫不稀奇,完成这个任务需要一个新颖的架构.
目前,现代计算机采用CMOS技术建立架构,虽然该技术已足够支撑各种计算功能,但还不能实现低功耗的以人脑方式处理问题的功能.为此,IBM计划研发一种新型、超低功耗、紧凑型、模块化的架构.该架构是由数目庞大的neurosynaptic芯片组成的数字通信网络,每个内核集成计算（神经元）,记忆体（突触）,核心内通信（轴突）,有望打破冯·诺伊曼瓶颈.它的每个芯片是事件驱动（与时间驱动相对应）、可重构、超低功耗.所有芯片并行运作,并且相互之间单向发送信息.芯片就像大脑灰质,芯片之间的联系就像白质.由于芯片数量巨大,新型架构是高度可扩展的,就像大脑皮层一样.
新的计算机体系架构需要在目前CMOS技术限制下实现具有神经科学本质的一种新型架构.这与如今建立在冯·诺依曼架构的基础之上的电脑完全不同,是颠覆性的创造.这将颠覆传统计算模式,用人工大脑的思维来统占和取代信息时代.在2012年超级计算机大会上,IBM公布了它在这方面的最新进展——架构模拟器,被称为“TrueNorth”的Compass.该Compass多线程、大规模并行、高度可扩展,在通信、计算和内存方面采用多项创新技术.简单来说,这种芯片技术是模拟一个人脑,并且完成人脑的各种功能.该技术一旦成功,统治计算机结构至今的冯·诺依曼体系将彻底被颠覆.
计算机新架构TrueNorth
基于神经科学、纳米技术、超级计算等理论,IBM开发出一个新型、超低功耗、紧凑、模块化的非冯·诺依曼认知计算架构——TrueNorth.TrueNorth是一个可扩展的neurosynaptic计算机体系结构,该架构能够实现类人脑功能,即低功耗、低容量地模拟人脑实时反应.neurosynaptic是一种具有革命性的论文范文计算机芯片.与现有芯片不同,neurosynaptic通过先进算法和硅电路,模拟发生于大脑等生物系统中神经细胞和突触之间的现象,进行认知并积累学习.
TrueNorth是模仿人脑的组织和功能而设计的,用CMOS电路器件组成生物学中的神经元的轴突（水平线）,树突（垂直线）和突触.TrueNorth的关键模块核心是neurosynaptic,如图中所示,它通过通信网络连接到系统中的其他TrueNorth核心.
IBM完成的首个TrueNorth计算单元,由256个神经元,256×256个突触和256个轴突构成.神经元代表计算,突触表示内存,神经元轴突连接代表沟通.这种新的计算单位或核心与大脑类似,仿生芯片有“神经元”,或者说是数字信息处理器；“突触”是学习和记忆的基础；“轴突”即数据通路可以连接计算机各组织.每个TrueNorth核心使得系统内计算和内存功能很相近,打破了冯·诺伊曼瓶颈.通信网络仅由事件驱动,并不需要时钟.也就是说它已经拥有了处理器、内存和通信的基本架构.由于它们模仿大脑的“结构和突触可塑性”,因而处理过程是分布式和平行式的,而非集中和串行式的.
为使TrueNorth能够运行,IBM设计了一个多线程的大规模并行模拟器——Compass,它与TrueNorth的功能原理是相同的.由于Compass在通信、计算和内存的创新,它展示出前所未有的计算规模和计算速度,它的神经元数量可与人类大脑皮层的神经元数量相媲美,它的突触数目可与猴子大脑皮层的突触数目相媲美.IBM的最终目标是从架构、算法到应用全面实现类脑功能,而Compass是其迈出的至关重要的一步.
TrueNorth和Compass展示了大规模的并行分布式计算架构,是现代冯·诺依曼架构的补充.为了充分利用这一架构的特点,开发者需要摒弃以往较长的串行程序,而使用较短的并行程序.因此IBM的下一个目标是开发一种新的并行编程语言,从而给算法设计人员提供一个有效的工具,使新的计算架构可以最大程度地发挥自己的设计功能.TrueNorth是在现代CMOS技术限制下开发出的实现类脑功能的架构,但它无疑是一个创举,激发了我们对未来的探索热情.
也许有一天,人类可以开发出全新芯片的技术,现在内存处理器的延迟和缓慢的计算速度有望成为历史,崭新的计算时代终会到来！
AOC携手《少年派的奇幻漂流》共度3D旅程
近日,全球领先的专业显示设备提供商AOC宣布再次携手好莱坞影业巨头、全球娱乐产业的领导者二十世纪福斯国际,在奥斯卡金奖华人导演李安执导的首部3D大片《少年派的奇幻漂流》全球公映之际,举行主题为“勇往直前锐不可当”的联合品牌推广活动.这是继去年和今年双方在《里约大冒险》、《泰坦尼克号》3D限量纪念版合作之后,又一次在跨界娱乐营销上的品牌联合推广合作.
本次联合推广的《少年派的奇幻漂流》,讲述了一个叫“Pi”（派）的印度少年遭遇船难,在海上漂流227天,如何面对困境获得重生的故事.影片中“派”成长、挑战、励志的情节设定,正好与AOC旗下的刀锋III/IIIS系列3D显示器产品“锐生活”的感性表现不谋而合.
在此大片上映之即,AOC还与二十世纪福斯国际携手推出促销活动,凡在2012年11月22日至12月15日期间,购买AOC刀锋III、刀锋IIIS系列3D显示器的用户,均可赢得《少年派的奇幻漂流》电影票一张.
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结构计算软件:乾颐堂现任明教教主《云计算，虚拟化对传统IT架构带来的挑战》2015最新第一部分
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