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超大规模集成电路设计会议上的大脑和计算机

计算机和人脑经常被拿来比较,但重要的是不要忘记一些根本的区别。

受欢迎程度

上周,业界最大的活动之一——超大规模集成电路设计大会(VLSI Design Conference)在班加罗尔举行。该会议在城市中进行循环,在其33年的历史中,这是班加罗尔第十次举办该会议(上一次是在2015年)。今年的会议在五天的时间里吸引了1800多名技术专家和领导者,这对这个不断增长的行业来说是一个巨大的参与。

我有幸在2011年、2015年和2020年三次担任大会组委会委员。作为会议背后的母公司印度VSI协会的创始成员,Cadence多年来一直是赞助商。

今年的会议有许多亮点,包括卡纳塔克邦副首席部长Ashwath Narayan博士出席就职典礼,班加罗尔南部议会议员Tejasvi Surya作为宴会嘉宾发言。

传奇的拉贝医生
但从与会者的角度来看,最大的亮点可能是传奇人物Jan Rabaey博士的宴会主题演讲。拉贝博士能够成为这次会议的主讲人之一,的确是一次意外的成功——不仅让在场的每一位电子工程师(占到会人员的95%)都学习了他的课本,而且让与会人员有机会听到他本人的演讲(他提到他上次来印度是在22年前)。

Rabaey博士是加州大学伯克利分校的名誉教授。他是伯克利无线研究中心(BWRC)和伯克利无处不在的蜂群实验室的创始董事,并曾两次担任伯克利的电气工程部门主席。他有许多研究兴趣,其中之一是探索网络和生物世界之间的相互作用。事实上,他在宴会上演讲的题目是“大脑和计算机”。

当Rabaey博士在演讲前被介绍时,他受到了通常只有电影明星才会受到的欢迎!事实上,他说当天早些时候他收到了大量的自拍请求,这证明了他的名人地位。

人脑和电脑的区别
在他的演讲中,Rabaey博士以一种我们大多数人可能从未想过的方式,阐述了人脑(他称之为“生物计算机”)和电子计算机之间的异同。在这篇博客中,我将总结他提出的不同之处。

第一个区别是大小。随着时间的推移,大脑的体积有了显著的增长,而计算机却缩小了。

第二,大脑和物理计算机有不同的目标。计算机是用来解决问题并通过执行一系列连续步骤来执行算法的。我们建造它们是为了最大化性能,同时最小化能源和成本。另一方面,大脑使用一系列闭环反馈。我们通过感官来观察外部世界。我们观察模式,我们把它们放在一起来理解更复杂的模式,然后我们比较我们所学到的东西,并在此基础上做出决定并采取行动。

第三,解决问题的方法不同。计算机使用一种基于指令的范式——使用指令集按顺序执行一组指令来执行一项任务。另一方面,生物世界是基于一种学习范式——观察模式以及它们如何相互作用。

第四,大脑在时空空间中运作(即,数据是跨空间和时间收集的)。“时空”是在一定的时间和地点描述一种现象。以大脑为例,只有当正确的模式出现时,大脑的某些区域才会被激活。大部分时间它们都处于休息模式。另一方面,计算机是基于一个严格控制的定时引擎,在这个引擎中,时钟决定了任务必须在何时以及以何种顺序发生。

在接下来的演讲中,Rabaey博士继续讨论了大脑和计算机之间的共同点(例如,两者都处于极限,使用能量来执行功能,热量对有效执行功能的能力的影响),融合两者的机会,以及神经设计原则。

我很幸运地接受了Rabaey博士的媒体采访,他在采访中谈到了BWRC已经和正在进行的一些有趣的研究。我相信会有一群工程师期待着看到这篇采访文章尽快发表。

下面是一段一分钟的会议视频



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