概率模拟技术将重新定义计算机

据国外媒体报道，计算机的定义，通常是指能够处理和存储二进制数据的机器。不过，美国国防部（U.S. Department of Defense）开展了一项计划，将有望重新定义计算机。美国国防部正在支助旗下技术管理部门美国国防高级计划研究局（Defense Advanced Research Projects Agency，简称Darpa）开展一项新计划UPSIDE，意即非常规信号处理的智能数据开发。

非二进制芯片示意图

本质上来讲，这个项目采用一种全新的方式进行计算机处 理，而不会涉及传统上定义计算机的数字处理器。这项计划旨在制造一种比现今处理器功能更加强大、耗能更低的计算机芯片。

美 国国防高级计划研究局认为，如今的这类计算机将要终结，特别是那种用来控制安装在遥控飞机和直升机上的间谍相机的计算机，这类计算机一般都要进行很多图片 处理。问题是这种处理功能不够强大，UPSIDE计划的项目管理者丹尼尔·哈默史托姆（Daniel Hammerstrom）如是表示。事实上，美国国防高级计划研究局酝酿这个项目已经十多年了。

哈默史托姆说，“在过去10到15年以来，计算机处理功能似乎停滞不前。计算机的处理效率提升得也不够快。”

哈默史托姆曾经在上个世纪80年代为英特尔公司研发过电脑芯片，如今他想要制造出一种以全新方式进行数据处理的芯片。他想要寻找一种布尔逻辑的直接替代方案，直接开发出一种能够进行概率运算的模拟处理器，这种晶体管不是基于传统二进制逻辑进行数据处理。

概 率芯片要进入商业用途的领域还需要很多年，不过，美国Analog Devices Lyric Labs公司的总经理本·维戈达（Ben Vigoda）表示，模拟计算机早在上个世纪50年代就已存在，不过，过去半个世纪以来由于数字处理器的强大功能和高速发展让模拟计算机相形失色。维戈达 说，“相信很多人都还记得那个时代大学里的那种模拟计算机。事实上，对于如今这种数字处理计算机的质疑声已经有很多年了。”他认为，过去10多年来概率计 算机的概念又开始重新兴起，如今美国国防高级计划研究局开展的这个项目更是为它吸引了更多关注。

美 国国防高级计划研究局的这个计划为期两个阶段。第一个阶段，由多家公司开发出可以进行概率运算的芯片。第二个阶段，再利用这些芯片打造移动成像系统。哈默 史托姆表示，这种系统处理速度将更快、功率的数量级也更大。“我觉得现在是时候处理这些问题了，这也是美国国防高级计划研究局开展这个项目的目的。看看现 状，我们觉得是时候着手进行改变了。”

哈默史托姆没有透露对此项目的具体投入资金，不过，他表示，项目规模不大不小，十分适中。

6 年前，维戈达成立了一家叫做Lyric Semiconductor的公司，主要研发概率处理器，能够替代很多不同类型芯片的功用。之后，这家公司被Analog Devices收购，后者是一家针对医疗、工业和消费者系统的芯片制造商。维戈达认为，概率处理器可被用在多个不同的行业领域，有很大的市场。

概率计算处理技术有两个优势，第一是能耗低、处理效能高，特别是针对那些不需要对答案进行精确处理的领域，比如图片成像处理。

今年早些时候，莱斯大学（Rice university）的研究人员设计了一种低耗能芯片，能够基于概率计算来进行高效能的处理，主要是针对不需要特别精确处理的领域。

概率计算处理技术另一个优势是，它能够帮助解决一些复杂、计算机科学前沿的数据分析问题。

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