美國(guó)科學(xué)家近日表示，他們研制出了一種模擬人腦運(yùn)作方式的新型電腦的原型機(jī)，這種名為“存儲(chǔ)式電腦(memcomputer)”的設(shè)備未來(lái)或能完成諸如破譯密碼等極其復(fù)雜的任務(wù)，也將助神經(jīng)科學(xué)家更好地理解人腦的工作原理。
傳統(tǒng)微芯片中執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的處理器和執(zhí)行存儲(chǔ)任務(wù)的存儲(chǔ)器是不同的部分。數(shù)據(jù)在這兩者之間來(lái)回傳遞不僅費(fèi)時(shí)，且會(huì)耗費(fèi)大量能量，大大限制了電腦的性能。
為此，加州大學(xué)圣地亞哥分校的理論物理學(xué)家馬西米利亞諾·迪·文德拉和同事利用既能處理數(shù)據(jù)又能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的“存儲(chǔ)式處理器(memprocessor)”構(gòu)建了“存儲(chǔ)式電腦”。這種設(shè)計(jì)方案模擬了人腦的組成部分——神經(jīng)元的工作原理。在人腦中，每個(gè)神經(jīng)元既是處理器也是存儲(chǔ)器。
迪·文德拉接受美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站采訪時(shí)表示：“‘存儲(chǔ)式電腦’原型機(jī)不僅能有效地解決某類計(jì)算難題，還可以利用現(xiàn)有技術(shù)制造出來(lái)。”
迪·文德拉所說(shuō)的計(jì)算難題是指“NP完全問(wèn)題”。在此類問(wèn)題中，人們能很快確認(rèn)可能的解決方案是否有效，但無(wú)法確定最佳解決方案。其中一個(gè)典型的例子是“旅行商問(wèn)題”。在這個(gè)問(wèn)題中，某人必須走遍一份名單上的每個(gè)城市，找出一條走遍每個(gè)城市后回到起點(diǎn)的最短路徑。人們或許能很快找到一條覆蓋每個(gè)城市的路徑，但如不一一嘗試，很難確認(rèn)哪一條路徑最佳。
現(xiàn)在，新型電腦內(nèi)的“存儲(chǔ)式處理器”能協(xié)同工作并同時(shí)找出所有可能的解決方案。而且，新電腦也解決了“NP完全問(wèn)題”中的子集求和問(wèn)題。迪·文德拉說(shuō)：“現(xiàn)在的電腦無(wú)法解決的此類問(wèn)題，新型電腦能更有效地解決。我們還想知道，從此類電腦中獲取的知識(shí)能否讓我們更好地理解人腦的工作原理。”
其實(shí)，目前也有科學(xué)家嘗試?yán)昧孔与娔X來(lái)解決此類問(wèn)題，但量子電腦通常需在極低溫度下操作，而“存儲(chǔ)式電腦”則能用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制造并在室溫下操作。
不過(guò)，迪·文德拉也承認(rèn)，很難增加“存儲(chǔ)式處理器”來(lái)對(duì)電腦進(jìn)行升級(jí)，或許能制造出采用其他方式解碼數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)式處理器，以制造出更大規(guī)模的“存儲(chǔ)式電腦”。(記者 劉霞)