中国科技新星揭秘脑袋里的超级计算机多任务处理能力你还敢挑战

人脑神经元的研究：揭秘大脑的超级计算机，多任务处理能力，你还敢挑战？

在探索人脑神经元的奥秘时，我们常提到它与现代计算机架构相似，但又有着本质区别。最接近大脑处理器架构的是SIMD（单指令多数据）架构，这种体系结构使得大脑拥有单一意识同时处理大量数据的能力。但是，每个任务必须被视为一个单一指令，如果不然，大脑就需要在不同指令间切换。

可以说，人脑不仅仅是一个多核计算机，更是一个庞大的并行CPU系统，每个神经元都是一种复杂的非线性处理系统，有无数输入和输出。如果将每个神经元看作一个核心，那么大腦就是一个拥有1000亿核心的大规模并行CPU。这是人类以及许多高等动物意识形成和维持生活活动的基础。

人的“体系结构”由这1000亿独立运行但统计预测元素组成，它们分散在不同的电路和网络中。当进行多任务操作时，比如同时开车说话，大部分区域会组织成暂时性的“子网”，它们能够独立且不互相干扰地工作。然而，在绝大部分情况下，大脑一次只能完成一次全局的事情，这是由一系列注意力过滤器决定。

那么，人脑的并行计算能力究竟有多强？能否胜过小小的手表上的加减乘除？虽然演算题目对电脑来说可能毫无压力，但我们知道这些功能远比简单运算更重要。从生存角度来看，即使如此强大的资源也不能忽视这个问题，因为我们的进化已经持续了几百万年，而快速完成基本运算对我们来说显得微不足道。

要衡量人的并行能力似乎很难做到精确计量，我们可以这样思考，如果你想在4K分辨率下玩游戏，你可能需要双卡GTX 1080 Ti这样的高性能显卡才能保持流畅。但如果考虑到眼睛里的感光细胞数量，以及眼部运动带来的额外信息，则可视分辨率实际上可以达到20K以上，并且能够实时识别80幅画面左右，从而达到了160FPS以上。在这种条件下，即便是在极其高标准下的要求，大型游戏仍旧能流畅运行，而不会出现任何卡顿或掉帧的问题。这让我们不得不惊叹于人类的大腦之所以强大的原因之一——它并不只是一个巨大的、效率极高的人工智能模型，它还是一种创造性的工具，对于理解世界、情感表达、艺术创新等方面具有独特优势。

当你的iPhone X花费了1秒钟才识别出你的面孔，即便你已长久变样，大脑却能瞬间从记忆中找寻你，与此同时，内心深处涌现出无数回忆，让这片刻成为时间的一部分。而这一切都是通过那100亿条记忆碎片中的统计预测实现的，一次又一次地重塑着我们的认知世界。