一項學術研究計畫──Blue Brain Project的諮詢理事會(advisory)主席Robert Bishop表示,對人腦以及地球氣候進行模擬,是目前在科學上的兩個最重要的挑戰。該研究計畫是由瑞士的洛桑聯邦高等工業學院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)以及IBM於兩年前展開的,雙方將合作進行人腦的模擬。而接下來該計畫又納入了NEC的Earth Simulator。

 

「為期十年的Blue Brain Project目前正在起始階段,仍有很長的路要走。」Bishop同時亦是一家位於瑞士日內瓦之諮詢公司的總裁;他在接受《EE Times》採訪時表示:「該研究計畫需要經過6至7個步驟,從哺乳動物鏈上的鼠類、貓科動物、靈長類動物,一直到最後進行人腦的研究,每個步驟要解決的問題會越來越複雜。」

 

「如果我們能夠精確地掌握人腦的結構和功能,那未來就相當有可能在半導體設計中模仿人腦的功能;」Bishop補充:「而如果我們能夠掌握地球的細部構造和與星球特性,未來我們就能在自然災害發生前進行預測。」

 

Bishop預測,從現在開始的10年內,IC設計工程師:「將在ASIC設計中參考我們所累積的、分別有關人腦和地球模擬的知識。而這樣的ASIC將被整合進更加廣泛的系統,涵蓋純量(scalar)、向量(vector)、FPGA以及GPU等,以解決手頭上的全盤工作。」

 

人腦有1,000億個神經細胞、超過100兆(trillion)神經突觸(neurons)需要建立模型。「我們尚未對所有這些架構建立完整的數學模型;」Bishop表示:「不過我們已完成了一個規模雖小卻很重要的功能區塊模型建立──即皮質柱(cortical column)。」

 

地球的模擬也是同樣艱鉅的任務。「無數的物質和材料混合在複雜的結構以及過程之中,構造層的運動、動態磁場、地球自轉和公轉、太空中的氣候以及地球內部的氣候等因素,均會同時改變地球的狀態。」Bishop表示。

 

Bishop指出,該研究計畫處於科學、模擬和超級運算(supercomputing)這個三角形之內。IBM位於美國加州Lawrence Livermore實驗室的BlueGene/L超級電腦,可提供478Teraflops的峰值速度。他預計到2008年底,該超級電腦可超越Petaflop的速度里程碑,而未來的超級電腦則將在下個世代突破Exaflop的瓶頸。

 

而Bishop認為,人腦和地球的模擬將可利用這些日益成長的運算能力以及軟體的進步,最終產生出精確的建模和模擬成果。與此同時,各國政府和其他機構需要加速先進模擬技術的應用,他表示:「人腦模擬器和地球模擬器IP最後將可提供商用;但其商業價值在短期內還無法浮現。」

(參考原文:Simulation challenge: Mimicking Earth and the brain)

 

(Sufia Tippu)

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