IBM开发人脑神经元模拟芯片 提升一万倍能源效率

为了实现海量资料实时分析所需的每秒百万兆次(exascale)运算速度，以满足未来大量感测器流信息的需求(例如将在2024年建成的SKA超级电波望远镜)，IBM公司正开发一款模拟人脑神经元运作的3D芯片，它可以为未来的认知电脑扫清道路。IBM研究中心科学家布鲁诺·米歇尔(Bruno Michel)说：“我们采取了一种由人脑得到灵感的新研究方法。如同血液调整神经元如何传送信号一样，通过复制大脑的这种封装技术，我们希望能将现有设备压缩一百万倍，从而提升一万倍的能源效率。”

IBM日前宣布，南非国家研究基金会以及荷兰ASTRON电波天文学研究所(NIRA)也联合投入这项研究计划，目的是为澳洲沙漠的超级电波望 远镜海量资料开发可实时分析的技术。ASTRON项目将在南非安装64个天线原型，以协助IBM与NIRA打造可实时分析百京位(Exabyte)资料的 超级运算架构。ASTRON与IBMExascale技术中心研究人员强调，这项认知运算技术不只学习与模拟人脑，同时也提升了能源效率。

米歇尔称：“如果你分析一个典型的微芯片，其中只有百万分之一的晶体管用于执行功能，而其它98%则用于冷却。但在大脑中，40%的容量用于执行功能，50%实现互连，而只有10%用于冷却，因此我们想要开发出更接近这一比例的电脑。”

首先采用液体冷却剂作为电池电解质，为3D芯片提供电荷离子。冷却剂/电解液将流入各层叠芯片间信道，其散热片则作为电池电极。流经3D芯片堆栈后，流体将返回到中央储存库而被冷却，并在流回芯片之前进行充电。

为了处理来自SKA天线的讯号，该研究团队将采用这些能以液体冷却带电的3D芯片堆叠，从而制作出微型服务器原型，帮助科学家捕捉到宇宙大爆炸 后的微弱信号。而由于来自SKA的资料信息大大超过网络流量，该计划最终可以处理商业、金融与医疗保健资料信息，让未来的认知电脑提供exascale级 的资料处理能力。