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為了實現巨量資料即時分析所需的每秒百萬兆次(exascale)運算速度,以滿足未來大量感測器網路串流的要求(例如將在2024年完成的SKA超級電波望遠鏡),IBM公司正開發一款模擬人腦神經元運作的 3D 晶片以啟動未來的認知電腦。
IBM研究中心科學家Bruno Michel說,「我們採取了一種由人腦得到靈感的新研究方法。如同血液調整神經元如何傳送訊號一樣,透過複製大腦的這種封裝技術,我們希望能將現有設備壓縮一百萬倍,從而提升一萬倍的能源效率。」

IBM日前宣佈,南非國家研究基金會以及荷蘭ASTRON電波天文學研究所(NIRA)也共同投入這項研究計劃,為安裝於澳洲沙漠的超級電波望遠鏡天線串流而來的exascale巨量資料,開發可進行即時分析的技術。

這項ASTRON計劃將在南非安裝64個天線原型,以協助IBM與NIRA打造可即時分析百京位元(Exabyte) 資料串流的超級運算架構。在最近成立的ASTRON與IBM Exascale技術中心工作的研究人員強調,這項認知運算技術不只學習與模擬人腦,同時也提升了能效率。

「如果你分析一個典型的微晶片,其中只有百萬分一的電晶體用於執行功能,而其它98%則用於冷卻。但在大腦中,40%的容量用於執行功能,50%實現互連,而只有10%用於冷卻,”Michel,因此,「我們想要開發出更接近這一比例的電腦。」

首先採用液體冷卻劑作為電池電解質,為 3D 晶片提供電荷離子。冷卻劑/電解液將流入各層疊晶片間通道,其散熱片則作為電池電極。流經 3D 晶片堆疊後,流體將返回到中央儲存庫而被冷卻,並在流回晶片之前進行充電。

為了處理來自SKA天線的訊號,該研究團隊將採用這些能以液體冷卻與帶電的 3D 晶片堆疊,從而製作出微型伺服器原型,期望使科學家能捕捉到宇宙大爆炸後的微弱訊號。而由於來自SKA的資料串流量將大幅超過網際網路上的流量,該計劃的目標在於最終為處理各種商業、金融與醫療保健資料的未來認知電腦提供exascale級的資料處理能力。

編譯:Susan Hong

(參考原文:IBM developing 'electronic blood' for cooling,by R. Colin Johnson)

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