.com eve 自然科學 技術分享 超級計算機 nib 次數 委托 互連

由英國工程與自然科學研究委員會（Engineering and Physical Sciences Research Council）發起一項的計劃：一臺仿造人類大腦運作模式的超級計算機 SpiNNaker，現由歐洲的人類大腦計劃（European human brain project）接手。在經歷 20 年的構思與 10 年的建造，並耗資 1,500 萬英鎊，於近日正式啟用。

SpiNNaker
SpiNNaker 的全名為「脈沖神經網絡架構」（Spiking Neural Network Architecture），由英國曼徹斯特大學（University of Manchester）的計算機科學學院負責建造，核心處理器則委托晶圓代工廠聯電（UMC）以 0.13 微米制程制造。在最近進行的升級中，其核心處理器增加至 100 萬個，每個芯片由 1 億個晶體管組成，使其每秒運算次數達 200 兆次。SpiNNaker 與一般超級計算機不同之處在於，其訊號傳輸不只是點對點的大量傳送；而是模仿大腦中神經元運作模式，將訊號分割成數百億個小訊號，同時經由多個路徑傳送到數千個位置進行運算。最初構想出 SpiNNaker 的計算機工程學系教授史蒂夫·弗伯博士（Steve Furber）表示：「SpiNNaker 顛覆了我們對計算機運算模式的想法。我們成功打造出接近人類大腦運作方式的計算機，這是相當令人振奮的。」

生物神經元
SpiNNaker 的研發團隊希望未來能達到模擬十億個生物神經元的規模。十億個神經元是怎樣的概念？老鼠的大腦神經元大約有 1 億個，而人類的大腦是將近 1 千倍之多。因此十億個神經元的規模相當於人類大腦的 1 ％，而在大腦中每個神經元又分別以 1 兆個突觸（synapses）相互連結，形成相當復雜的網絡。

應用
SpiNNaker 可協助神經學家進一步了解人類大腦的運作方式，例如模擬 8 萬個神經元的大腦皮層，以了解大腦如何接受、處理聽覺、觸覺等感知訊號。此外，SpiNNaker 已用於模擬在帕金森氏癥（Parkinson’s disease）患者中會受到影響的大腦區域基底神經節（Basal Ganglia），有望協助相關藥物研發的進展。SpiNNaker 也在最近被用於德國慕尼黑工業大學（Technische Universit?t München）開發的機器人 SpOmnibot，協助其處理實時視覺訊號導向特定的目標物。弗伯教授對此表示：「透過 SpiNNaker 前所未見的模擬能力，神經學家能夠更準確模擬人類大腦內部的運作方式，以了解其神秘之處。也可作為機器人的神經仿真器，協助機器人行走、說話，更有效率且靈活的活動。」

史上最強計算機心臟!100萬顆核心處理器啟用模擬人腦