Сколько операций мозг выполняет в секунду

Инженеры из Лос-Аламосской национальной лаборатории, США, создали самый быстрый в мире компьютер стоимостью 120 миллионов долларов.

Этот компьютер совершает более одного миллиона миллиардов (10 15 ) вычислений в секунду, или 1.1 петафлоп. 1 Эта скорость в миллион раз больше, чем скорость обычного высококачественного персонального компьютера. 2

Зачем нужна такая огромная мощность? Одна из целей создания такого компьютера — запустить программу PetaVision, имитирующей работу мозга во время обработки зрительной информации, полученной от глаза. 3 Например, вы видите в небе птицу, и ваш мозг сразу же определяет объект как птицу. Для выполнения подобной задачи и требуется суперкомпьютер с петафлопным уровнем производительности.

Суперкомпьютер с петафлопным уровнем производительности занимает всю комнату. Фотография: Лерой Н. Санчес, Лос-Аламосская национальная лаборатория, Национальная администрация управление ядерной безопасности Министерства энергетики США.

Как говорится в одной статье об этом компьютере, 1 человеческий мозг содержит 10 12 синапсов (нервных соединений). Эти синапсы принимают участие в обработке информации, задействованной в зрительном процессе. Следовательно, для имитации этой функции необходим суперкомпьютер с производительностью от одного до нескольких петафлоп. Этот компьютер занимает всю комнату (смотрите фото выше) — как хорошо, что нашему мозгу не нужно так много места!

Вы видите в небе птицу, и ваш мозг сразу же определяет объект как птицу. Для выполнения подобной задачи и требуется суперкомпьютер с петафлопным уровнем производительности.

Основные факты о человеческом мозге

В опубликованной недавно статье были перечислены некоторые удивительные факты, касающиеся человеческого мозга: 4

  1. Предположительное количество нервных клеток (нейронов): 100 миллиардов.
  2. Количество соединений в мозгу: 500 триллионов (5 x 10 14 ).
  3. Количество новых нервных соединений, производимых за каждую секунду: 1 миллион
  4. Обрабатывающая способность мозга: 100 триллионов операций в секунду (10 14 ).
Читайте также:  Что такое облучение головного мозга

Нейробиологи пока не знают точно, как работает мозг. На сегодня им известно лишь то, что мозг работает как огромный вычислитель вероятностей, составляющий прогнозы и постепенно снижающий погрешности этих прогнозов. 3 Так, например, когда мы слушаем чью-то речь, мы всегда догадываемся, что этот человек скажет дальше — и это может мешать нам слышать то, что он фактически говорит! Именно благодаря этой способности мы можем понять искаженный голос на телефонной линии с помехами. Но как именно мозг совершает эти подсчеты вероятностей, остается тайной.

Для нашего Творца это, конечно же, не тайна. Когда мы думаем о том, как удивителен наш мозг, нам следует задуматься на мгновение о том, каким удивительным является Тот, Кто его сотворил!

Ссылки и примечания

Теперь о головном мозге. Тут все не так просто, как с компьютерами. На современном этапе развития нейробиологии довольно трудно подсчитать вычислительную мощность мозга, и сравнить его с компьютером. Однако и так понятно, что мы не можем выполнять те же операции, что выполняет наш ноутбук с такой же скоростью и в таких же объемах. Очевидно, что комп мощнее, да? А вот и нет.

Давайте разберемся подробнее, как он работает.

Мозг — это биологическая нейронная сеть. Нейронная сеть состоит из нейронов, (в случае с мозгом — это клетки мозга), каждый из которых связан с другими нейронами. Место связи нейронов называется синапсом. Через синапс от одного нейрона передается химический или электрический импульс другому нейрону. Количество нейронов в головном мозге человека примерно равно 100000000000 (ста миллиардам). Данные в из разных источников немного различаются, но в целом картина схожа. Каждый из этих нейронов имеет от 7000 до 10000 синапсов. В среднем, через один синапс проходит 10 импульсов в секунду, т.е. мы имеем тактовую частоту 10 герц на одну синоптическую связь. А теперь занимательная математика: 100000000000 нейронов мы умножаем на 10000 их синоптических связей и умножаем все это на 10 герц. Мы получаем число с шестнадцатью нолями после единицы, а иначе 10^16. Так вот откуда взялось загадочное число 1016. Видимо оно просто трансформировалось в ходе бесконечного перепоста из паблика в паблик. И оказывается, что наш мозг имеет бОльшую вычислительную мощность, чем суперкомпьютер Titan. В конечном итоге автор поста о 1016 операциях в секунду был прав.

Читайте также:  Первое действие при потере сознания человеком при тепловом ударе

Можно ли объяснить на обычной жизненной ситуации?

Некоторые мозг сравнивают с компьютером, который работает по цифровым законам. То есть имеется тактовый генератор — сердце любого компьютера и он выдает единицы и нули, которые бегут в различные устройства. Например один такт генератора — код операции, второй такт второй код, третий такт загрузка регистра арифметического устройства, далее, загрузка другого, следующий такт сложение данных двух регистров, следующий, отправка результата в адрес оперативной памяти и так далее. Все делается тактами. Сейчас в процессоре параллельно и последовательно работает масса устройств, совершающих простейшие арифметические операции, которые складываются в сложнейшие вычисления графики ли, матриц, или метеонаблюдений. Компьютеру не суть важно. Он инструмент, как счеты. Поэтому просто загрузить все устройства компьютера, систему, приложения, нужно совершить миллиарды тактов генератора, что он и делает. И сравнительно быстро. Пара минут и готово.

А как работает мозг толком никто не знает. Есть сторонники теории, что нейрон это и есть ячейка, которая работает как цифра. Возбуждение — единица, а покой — нуль. Нейроны могут взаимодействовать друг с другом, обмениваться импульсами и по сути работают как компьютер. Но тут получается парадокс науки. Кибернетики хорошо понимают, как работает цифровая техника, но ничего не смыслят в невропатологии и психологии человека. Врачи более или менее понимают, что внутри мозга, но совершенно ничего не понимают в компьютерах. Вот потому и реальной компьютерной модели мозга построить не получается ни у тех, ни у других.

То же самое происходит в других областях. Послушайте физика и химика о структуре атома. Они совершенно не понимают друг друга.

Поэтому сравнивать мозг с компьютером при современном уровне знаний не совсем корректно и считать число операций мозга просто несерьезно. Уж извините.

Читайте также:  Эпифиз и менгеле

Читайте также:
Adblock
detector