IBM还是人类的希望吗?
作者:网络转载 发布时间:[ 2015/12/18 9:48:57 ] 推荐标签:IBM 芯片 人工智能
计算机像我们一样思考
不过,即使再怎么先进,沃森和Celia都还只是传统的、逻辑型的计算机。
2014年8月,IBM宣布,他们已经开发出一种模仿人类大脑的新型芯片——本质上是一台计算机,但逻辑间的连接则是模仿大脑器官。受人类大脑启发的软件研究已经有了极大的进步,比如复合神经网络——人工智能系统曾被用于像人类一样粉饰世界、观察世界,被安装在机器人体内让其独立行走——不过,IBM的努力是为了创建更有效的计算机运行这些程序,耗能更低、更容易规模化。
虽然当今的芯片已经在信息分析上颇有建树,但这些新类型的芯片更适合在海量的信息中寻找模式——像我们的右脑。该芯片项目的领导Dharmendra Modha表示,他所预见的未来中,人脑芯片可以匹敌超级电脑的“神经突触处理器”(Neurosynaptic Processor),依靠神经元网络进行检测和识别。
Modha称,他的目标是建造一个鞋盒似的大脑,里面包含超过100亿个神经突触,电力消耗低于千瓦——这不是相当于一个电子版的人脑?这很难说,没有人真额知道你是否能真正能够使用硅来构建成熟的AI大脑。
无论其研究人员是否明确地朝着这个目标努力,IBM都可能已经走在建立一个世界上从未出现过的人工智能系统的路上。但于当下而言,上述的这种计算能力还只是流于科幻小说的层面。
Celia也许只是个梦想。
未来难以捉摸
如果硅被取代,世界会变成什么样?
IBM负责研发的副总裁Dario Gil表示,该公司正试图在两条战线上维持摩尔定律。“摩尔定律”正确性的关键是缩小芯片体积、增强芯片性能,这个定律至今维持了计算机行业运行数十年。按照摩尔定律所述,新的芯片制造技术每两年会迭代。
IBM一方面组建了一个完善的团队致力于缩小芯片制造的工艺,因此未来芯片的处理能力将会越来越强大。另一方面,IBM宣布在芯片制造工艺领域上取得了突破性进展:研制出了第一款采用7nm制程的芯片处理器。在今年早期,英特尔公司推出了它全新的14nm工艺芯片,并希望在2017年前他推出10纳米芯片。
但到了后,人类也再不可能利用硅做出更微型的芯片了。IBM半导体研究主管Mukesh Khare表示,他的团队将尝试把芯片工艺缩小至5纳米,但难度异常地大。“我们不可能做出比原子更小的东西。”(硅原子的直径也5纳米)
半导体产业市场大约有3350亿美元,几乎完全以硅芯片为基础。那么,假如未来某硅谷不再依靠硅来制造计算机芯片了,世界将会变成什么样子?
在Yorktown Heights的物理实验室内,科学家正尝试利用碳纳米管技术制造更小的芯片组件。这些纳米管都是空心圆柱结构,管壁则由单层碳原子构成,并以六角形晶格相连,大约比人类头发小一万倍。据了解,IBM已经在这个领域研究了超过20年。相对于硅材料,纳米碳管更稳定,绝热性同样很好,并能提供更快的连接。也是说,新的材料让数十年内继续维持摩尔定律的有效性成为可能。
今年十月早期,IBM宣布他们解决了碳纳米管研发的一大关键障碍:如何将纳米管与微处理器其它部分更好地连接起来,以便于它们在处于运行状态时能够导电。此前,高电阻可阻止电流流动,但是IBM的办法是将纳米管的一端与金属钼相连。这种连接本身应用很少,但却是制作微型芯片电路的关键。IBM的材料学家表示,这种技术可被用于制作三代芯片,但由于随着电子元件变小,电阻会变得越来越大,因此这种迭代技术也是面临着很大的困难。
除了取代硅芯片,IBM同时希望能够借助碳纳米技术为纳米机器人铺平道路——听起来有些不可思议,它能够小到可以植入人体,并通过编程来治疗癌症。另外,由于碳纳米管灵活性强,如果利用它来制造芯片,设备无需一个刻板的硅基板。这意味着,未来的计算仪器结构有望能够符合人体弯曲、柔软的特性,可穿戴计算机在人体上的感觉像衣服一样舒适。
不过,这不可能一蹴而。纳米管芯片和纳米机器人仍处于研究阶段,距离能够付诸于实践还有几十年的时间。
量子的飞跃
所有这些研究都旨在让计算机变得更聪明、更友好、更低功耗。但IBM研究的计算机是一个完全不同的概念。
传统的计算机基本上是一个数十亿晶体管的集合,它的运算以比特为单位。比特是电脑中小的一个计数单位;当我们把英文的任意一个字母输入电脑时,这个字母占了一个字节,字节是由比特组成的。计算机上的每一个字母、数字、信息、照片、文件都是由一连串比特单位组成。
但是,如果一个晶体管只包含单个原子,那么运算概念完全不同了。根据量子物理学的规则,量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态,其相互之间通常不正交。普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行,称为“比特”(bit)。但量子计算机可以在量子比特(qubit)上运算,可以计算0和1之间的数值。也是说,量子计算对经典计算作了极大的扩充。
与此同时, IBM公司高级副总裁曾表示,目前该团队已经对量子计算机的加密系统进行了广泛研究。但目前来说,比较有实用价值的是量子系统——它能解决不能解决的物理和化学难题,比如在材料科学、药物设计等方面具有的潜力。它能让科学家摆脱昂贵的实验室试验,加快设计出新的材料和药物成分,加速相关药物化合物的创新速度等。”
然而,建造这样一台机器的难度也是可想而知。科学家试图掌控量子计算机所面临的巨大挑战之一,是控制或者移除量子退相干——由于热、电磁辐射或材料缺陷引起的计算误差。
忍耐是美德
对IBM来说,这些技术花了这么长时间才产生成果其实不是羸弱,恰好代表着一种力量。
纳米管团队Tulevski表示,在加快量子计算的研究上,他从未感到过什么工作压力。“我们实验室致力于基础科学和基础研究——这不是要赚钱,而是要取得进展,向人们展示五年、十年内你都做了些什么,有什么是对技术、企业产生实质影响的。”
IBM首席创新执行官Bernie Meyerson表示,Yorktown Heights所做的研究不是门面工作:“它恰好是IBM至关重要的元素。这个过程像是站在隧道里,望着尽头处投来的一束光线,然后终发现迎面而来的是一列火车。”Meyerson说,不管是面包机、奶酪切片机,还是数据处理和芯片革命,其中的研发都具有共同的地方,比如在研发时你同样是在开拓一片全新的世界,而且你所做的一切将决定这个新世界的寿命。“你需要一把的天秤来衡量一切,时间、成果和物质利益。”
科学能拯救IBM吗?
那么,这个研究部门能给IBM不断下滑的营收和股价带来答案吗?我们未来有可能登陆沃森的访问界面、使用一台IBM制造的、由碳纳米管驱动的量子计算机吗?
前《福布斯》专栏作家Robert Cringely表示: “只能说这是有可能的——但如果真的实现了,大概也只是个偶然。”
Cringely相信,IBM不可能走出自己的一条路,而当前该公司正在经历的收入下滑只是暴风雨的前奏。Cringely在其《2014年:IBM的下滑和衰退》中援引IBM前CEO Lou Gerstner的笑话写道:“IBM的研究不会出来好的点子——它们都逃跑了。”
Cringely对IBM所研究的“登月计划”持怀疑的态度——包括沃森。“IBM自然是很乐意借助沃森来贩卖自己的咨询服务,帮助其他企业制定解决方案,即使他们也不知道该怎么办。”
德勤分析师Ronanki表示,人们对于未来五至七年抱有极大的信仰——不管它接下来是什么,像沃森这样的认知型计算机,其市场将达到50至100亿美元。“IBM倒是做好了一副迎接未来、瓜分市场的姿态,但问题是,它能不能抓住这个机遇,还取决于几年内的沃森能否提供到可论证的结果方案。”据悉,虽然“沃森”非常贪婪地接收了人们为它提供的所有知识,但是研究者发现,这个微型机“学生”很难理解人类交流中的微妙含义。
也许终IBM可以提供这样一个看起来让人信服的结果:短期内公司的处境并不乐观。IBM新一季度的财报低于华尔街预期,分析师预计该公司将继续迎来一个财年的营收同比下降。今年10月,加拿大皇家银行资本分析师Amit Daryanani表示,该公司正走在正确的轨道上,即把工作重心转向罗睿兰所强调的“战略储备”——致力于云计算、信息分析和IT安全等前瞻性领域的研究。不过,他同时指出,这些领域的利润空间其实比IBM当下的核心业务还要小。
简而言之,在沃森能够转化成未来一些年的资本实力之前,蓝色巨人的高管们必须确保该公司在短期内要押注于云计算和IT安全等能够快速增加收入的领域,来为沃森、Celia的研发赢取时间。
这些道理放到IBM的量子计算研究上同样适合。破解代码、建筑不可能安全的计算机网络,或者使空中交通管制更轻松高效的东西都还只是出于研究的初级阶段,距离正式用于实际还有很长的距离。麻省理工学院教授Scott Aaronson指出,像传统计算机取代了用来模拟飞行器或实体周围气体流动情况的风洞实验室,量子计算机未来也会取代粒子加速器。所以问题是,当量子计算机能够完成这样的壮举时,IBM是否还能够活着获得这一笔利润……
回到1961年,当沃森被建造出来时,建筑设计师要求在空地上栽种1000棵常绿植物,大楼的门厅构造几乎完全由当地的韦斯切斯特大卵石构造而成。经久耐用,长盛不衰,这是建筑师的远见。那IBM自身的发展呢?
如今IBM的研发中心仍然弥漫着平静的气息,整栋大楼透出一股安静的力量。科学家们踩过油毡地板,从一个实验室匆匆跑到另一个实验室,门卫和安保人员坚守在自己的岗位上,后台的主机发出嗡嗡声,旧时钟滴答滴答走个不停。
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