当前位置: 主页 > 科技 >

人脑到底相当于多少GHz的CPU?

时间:2018-11-07来源:互联网 作者:编辑 点击:
理论上来说,人脑的计算速度是可以被量化的,但由于我们对于大脑的了解极其有限,有科学家用了一个很形象化的比喻说明了我们对于我们的大脑的了解是多么的有限: 如果了解我们

理论上来说,人脑的计算速度是可以被量化的,但由于我们对于大脑的了解极其有限,有科学家用了一个很形象化的比喻说明了我们对于我们的大脑的了解是多么的有限:

如果了解我们大脑需要一英里的话,那么我们目前对于人脑的了解仅有3英寸。

所以,这个人脑计算速度量化的工作实际上几乎不可能实现。

为什么这么说?

因为人类大约有成百上千亿的脑细胞,每个脑细胞大约有几百条脑神经,每条神经上大约有几百个突触,每个突触有几百到几千个蛋白质。

而且更为重要的是,我们的一个神经元它能产生的信号就有非常多的种类,而不仅仅是跟计算机一样,只有0和1。

因此,可以想象,这么多的组合,它的组合会有多少种,根本无法估量。

人脑到底相当于多少GHz的CPU?

但仍然有科学家试图去估算人脑的计算速度。

下面是一篇2014年1月份的一则科技新闻:

作为世界上最快的超级计算机之一,日本代号为“京”的超级计算机每秒能进行8162万亿次运算,拥有82,944个处理器,每秒能够驱动1.016万亿次操作。但即便是这样,和人脑比起来,“京”型超级计算机的运算能力还是小巫见大巫了。

如果一定要一个给出一个形象化的认知,那么按照Tweaktown的表述,对“京”来说,让它以最佳性能全速运转40分钟才可以模仿人脑一秒钟的活动量。之所以如此复杂是由于进行一项模仿人脑活动的实验需要17.3亿个虚拟神经元和10.4万亿个虚拟突触建立连接,而且每个神经突触还需要24字节的内存。

从以上这则科技新闻我们可以看出,人脑的运算能力,其实远胜于当今绝大部分的计算机,但这则新闻,仍然只能让我们对此有一个大致的概念,真正的数值会是多少GHz呢?

人脑到底相当于多少GHz的CPU?

回答这个问题之前,先引用一段国外WaitButWhy里的一篇科技神作里面的一段描述,针对人脑到底有多快的量化,其实有科学家做了估算了:

用来描述运算能力的单位叫作cps(calculations per second,每秒计算次数),要计算人脑的cps只要了解人脑中所有结构的最高cps,然后加起来就行了。

Kurzweil把对于一个结构的最大cps的专业估算,然后考虑这个结构占整个大脑的重量,做乘法,来得出人脑的cps。听起来不太靠谱,但是Kurzweil用了对于不同大脑区域的专业估算值,得出的最终结果都非常类似,是10^16 cps,也就是1亿亿次计算每秒。

现在最快的超级计算机,中国的天河二号,其实已经超过这个运算力了,天河每秒能进行3.4亿亿。当然,天河二号占地720平方米,耗电2400万瓦,耗费了3.9亿美元建造。广泛应用就不提了,即使是大部分商业或者工业运用也是很贵的。

但仍然没有回答题主的这个问题:到底多少GHz呢?

要回答这个问题,我们需要先搞清楚,到底运算速度应该用什么来表示?

我们如果要评估一台电脑的速度,我们通常喜欢看CPU的频率,比如2.3GHz要比2.0GHz更快,但实际CPU主频并非衡量电脑运算速度的唯一指标,CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。

运算的速度还要考量并行性,比如,CPU是有多少核心,同样的主频,4核心肯定比双核更快,如果计算时,并行的越多,即使主频低,也可以超越主频高,但核心少的芯片。

人脑到底相当于多少GHz的CPU?

这也就是为什么GPU在图像处理方面,远胜于CPU。

但我们还是可以想办法把一亿亿次计算每秒想办法来计算成GHz。

以经典的Pentium4 2.0 CPU为例,它的工作主频为2.0GHz,这说明了什么呢?

具体来说,2.0GHz意味着每秒钟它会产生20亿个时钟脉冲信号,每个时钟信号周期为0.5纳秒。而Pentium4CPU有4条流水线运算单元,如果负载均匀的话,CPU在1个时钟周期内可以进行4个二进制加法运算。这就意味着该Pentium4CPU每秒钟可以执行80亿条二进制加法运算。

这样算下来,一亿亿次就相当于10^16 / 80^8=1 250 000个Pentium4 2.0 CPU,这款CPU为单核2GHz的,因此一亿亿次大致是2 500 000GHz,即250万GHz。

也就是说,人脑的运算能力,如果估算的话,用GHz来表示的话,大约为250万GHz。

顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
文章导航
推荐内容