【项目应用场景：神经科学、机器人、计算机科学】

图：望潮科技测评

人类的大脑是极其复杂的器官，里面包括了1000亿个相互连接的脑细胞。目前，人们对大脑的认知还不完全，并且通过计算机也难以模拟。一位专家从能量角度分析，传统计算机中建立一个和大脑等比例的计算模型，消耗的能量大概在几十兆瓦，而人脑大约以20-25瓦的能量运行，相当于一个节能灯的能耗。

既然现有的计算机运行方式无法高效地模拟人脑，于是曼彻斯特大学的研究人员决定突破传统，直接研发一个模拟人脑运行方式的超级计算机，除了能更好地了解大脑以外，他们还有意外收获。颠覆传统信息交换的模式

通常计算机发送信息的方式停留在类似从A点到B点的模式，而人类的大脑能够同时向不同目的地发送十亿的小数据，这样的运行方式和今天所有的计算系统都大为迥异。曼彻斯特大学尝试着模拟人脑，这个构造被称为 SpiNNaker（Spiking Neural NetworkArchitecture）。

研究人员表示：“SpiNNaker完全重新思考传统计算机的工作方式。我们基本上创造了一种机器，它更像大脑，而不是传统的计算机，这是非常令人兴奋的。”那么，究竟它是如何运行的呢？

为了模拟人脑神经元交换信息的模式，研究人员将SpiNNaker进行了并行化，也就是说，将一大批处理器同时进行计算，处理器的数量达到了100万个。于是，这台超级计算机能够模拟十亿个简单的神经元或数百万个具有复杂结构和内部动力学的神经元。不过人类大脑有1000亿个神经元，即使如此强大的电脑，也只模拟了人脑的1%。出乎意料的发现

这台计算机除了能模拟人脑的运行方式，作为第一个低功耗、大规模人脑数字模型，研究人员发现SpiNNaker还能应对抑郁症、阿尔茨海默氏症等脑相关的疾病，并且测试关于大脑的假说。

除此之外，研究人员还希望计算机能够帮助他们创建一个超快且低能耗的下一代芯片，这些目的在设计之初都未被考虑。SpiNNaker 是斥资 10 亿欧元打造的欧洲人脑计划的一部分，覆盖神经科学、计算科学和脑科学相关医药领域，因此这些壁垒的打通也是此项研究的意外收获了。超级计算机的下一步

上文提到SpiNNaker 需要大量的处理器并行才能运作。然而，处理器越多，稳定性和可持续性就成为了关键问题，例如软件持续流畅运行的时间，以及硬件使用寿命等等。并且，人脑大约以20-25瓦的效率运行，这是当前技术也不能达到的。

研究人员Van Albada分享了她对SpiNNaker未来的期望，“我们希望用这些神经形态计算系统进行越来越大的实时模拟。在人类大脑项目中，我们已经与希望用它们来进行机器人控制的神经细胞学家合作。”更多的跨界合作以及解决计算机内部带来的能耗与效率问题，是这个计算机发展的下一步。