Si nuestro cerebro se colocara junto a un procesador (o un par de procesadores), ¿a cuántos GHz sería equivalente? ¿Y cuál puede ser el espacio necesario para fabricar una computadora similar al cerebro humano (en rendimiento)?

Answer 1

El cerebro humano contiene alrededor de 100 billones de neuronas (10 ^ 11) y unos cien billones de sinapsis (10 ^ 14). Cada neurona puede disparar unas 100 veces por segundo. Si modelamos el cerebro como una simple red neuronal, sería equivalente a una máquina que realiza 10 ^ 16 operaciones por segundo.
Este es un límite inferior, que es equivalente a la capacidad de los mejores supercomputadores actuales. (Titan, Sequoia y K computer). Sin embargo, la velocidad no es el factor más importante aquí. La complejidad es la más importante. Cada neurona tiene una estructura compleja y está conectada a cientos o incluso miles de otras neuronas, a veces de forma no trivial. Hay un campo emergente de neurobiología computacional que intenta modelar la funcionalidad de los sistemas nerviosos en simulaciones por computadora. Un ejemplo famoso es el Proyecto Cerebro Humano:
Proyecto Cerebro Humano – Inicio

Estiman que la simulación de todo el cerebro humano requeriría una supercomputadora con unos 500 petabytes de memoria. El registro actual en un sistema es de 1.5 petabytes (supercomputadora Sequoia). Así que necesitamos un sistema 300 veces más grande. Tales máquinas no se esperan en esta década. Human Brain Project espera que dichas máquinas estén disponibles alrededor de 2023.

Answer 2

Aunque solo puedo estar de acuerdo con el hecho de que el cerebro es un instrumento increíblemente complejo, mucho más complejo que un supercomputador, creo que las respuestas que se dan aquí no hacen justicia al poder de las computadoras.

Tomar una computadora promedio, tengo un iMac de 27 ′ a finales de 2013 que se puede considerar tanto antiguo como lento en el momento en que se lanzó. Todavía descargando este punto de referencia de Intel

Puntos de referencia de la biblioteca del núcleo de Intel® Math (Puntos de referencia Intel® MKL)

Me dio resultados alcanzando un promedio de 140 GFLOPS. Los FLOPS se consideran mediciones más confiables que GHz porque describen la cantidad de cálculos de punto flotante por segundo. Por otra parte, GHz son ciclos por segundo, ciclo aquí puede significar cualquier cosa porque una operación puede tomar varios ciclos.

Pero volvamos a 140 GFLOP, es 140.000.000.000, o 140 mil millones de cálculos de punto flotante por segundo en un Intel Core i5 de 3,2 GHz.

¿Cuántos FLOPS es el cerebro humano? Un FLOP y un gran fracaso. En realidad, tendrá la suerte de encontrar una persona promedio que podrá hacer un cálculo de punto flotante muy simple en un solo segundo, pero aún así tendrá una mente que calcula 140 mil millones de veces más lento que una CPU barata y sucia.

Respaldo completamente el hecho de que el cerebro es un órgano extremadamente complejo que hace cosas increíbles que nuestras computadoras ni siquiera pueden soñar, y sospecho que una computadora que emule un cerebro probablemente sea más biológica que la tecnología actual.

Pero aún así, los problemas del cerebro humano no se detienen a la velocidad de los cálculos, esta es la punta del iceberg.

Otro gran problema del cerebro y del sistema nervioso general es que realmente apesta un gran tiempo en el tiempo de respuesta. El tiempo mínimo que tarda un cerebro en responder es de 0,08 segundos, o 80 milisegundos. Eso es 12,5 respuestas por segundo. Eso es en un mundo que cualquier Juego que esté por debajo de 60 FPS se considera inaceptable. Un juego está haciendo una cantidad insana de cálculos durante ese cuadro, así que no permitas que esos 60 FPS te engañen.

Luego está el tema de los errores. A pesar de que el software y, en menor medida, el hardware vienen con su propio conjunto de errores, esos errores se eclipsan con los fallos del cerebro humano, un ejemplo habitual son las ilusiones ópticas. ¿Crees que el suelo se está moviendo? No, es sólo una textura de tablero de ajedrez en espiral. Oh, ¿crees que acabas de ver una cara en Marte? No, solo algunas colinas aleatorias que desde otro ángulo tienen cero que ver con una cara humana, etc.

Luego está el tema de la memoria, las computadoras pueden tomar una información y almacenarla intacta. Incluso si es increíblemente grande. Definitivamente no es así como funciona el cerebro. Nuestros cerebros no pueden manejar información tan grande y principal que no hay almacenamiento. La memoria humana se trata de formar conexiones nerviosas y relaciones entre conceptos. Un cerebro humano tiene que reconstruir un recuerdo cada vez que se recuerda y es por eso que en un Tribunal de Justicia, un testimonio de un testigo se considera cercano a la basura. El cerebro humano puede “almacenar” información, pero la información siempre se corrompe, lo que de nuevo es simplemente inaceptable para la ciencia de la computación.

Estas son algunas de las muchas razones por las que dependemos cada vez más de las computadoras para los cómputos y, con el gran éxito de la IA, últimamente ya estamos cambiando de manera lenta y constante la toma de decisiones, al menos una muy simple, de humanos a computadoras. Por supuesto, el término “IA” es altamente engañoso porque no tenemos idea de qué es la inteligencia, cómo funciona y si es algo real.

Así que para resumir, la respuesta no es tan simple. Brain y Computers son dos arquitecturas muy diferentes, que se destacan en diferentes tipos de cosas. Tal vez las computadoras cuánticas sean capaces de simular completamente el cerebro. Tal vez no. Pero por ahora no podemos emular lo que no entendemos y sabemos casi nada cuando se trata del cerebro y lo mismo se aplica incluso a los sistemas nerviosos más simples que existen.

Así que sí, no contenga la respiración y no tire su computadora por la ventana todavía.

Answer 3

4096

Advertencia: lo que estás a punto de leer es una generalización seria. La pregunta que hiciste es muy compleja, pero estoy buscando una respuesta simple.

Así que aquí es donde tengo ese número. La mejor velocidad de reloj de todos los tiempos es de aproximadamente 8 GHz, y Ray Kurzweil sugiere que la singularidad sucederá en 2029. La Ley de Moore duplica la velocidad del procesador cada 18 meses. Eso nos da alrededor de 9 duplicaciones – 4096GHz.

Esta respuesta tiene alrededor de 1.000 problemas con ella. La velocidad del reloj no es una buena medida del poder de procesamiento, el cerebro y los chips funcionan de manera completamente diferente, etc.

Pero esta respuesta tonta puede tener un grano de verdad. Cuando las computadoras se construyeron por primera vez, eran muy lentas y muy grandes. Cada década se hacían más pequeñas y más poderosas. En otras 1 o 2 décadas, no es poco realista pensar que las computadoras podrían hacer mucho de lo que las personas pueden hacer. Ya hay una computadora en su bolsillo que puede hablar, entender el habla limitada, vencerlo en el ajedrez e identificar su huella digital, nada de esto fue posible hace 2 décadas en este tamaño (bueno, depende de qué tan bueno sea usted en el ajedrez …)

Personalmente creo que la singularidad tardará un poco más de lo que piensa Kurzweil, pero creo que la era de las máquinas realmente inteligentes no está muy lejos. Podría vivir para verlo. Eventualmente, las máquinas más pequeñas que el cerebro serán más inteligentes que el cerebro, y la velocidad de esa máquina estará en algún lugar en la vecindad general de 4096 GHz … ish.

Answer 4

No es.

Esto es muy parecido a preguntar cuántos huesos se necesitan para cubrir una casa de perros.

Las computadoras y los cerebros funcionan de manera totalmente diferente. Podemos, de una manera MUY limitada, simular ALGUNOS comportamientos muy limitados del cerebro en modelos matemáticos de redes neuronales.

Estos muestran algunas similitudes tentadoras en el comportamiento de las cosas que hacemos, pero probablemente son menos como nuestro cerebro que el cerebro de una rana.

Answer 5

Vamos a dividir el cerebro:

* La parte reptiliana es responsable de comportamientos inconscientes como la respiración, los pulsos del corazón, los riñones, etc. existe un modelo para esta parte y fue creado por el profesor Henry Markram, se llevó a cabo en una supercomputadora de IBM, cada neurona tiene su propia lógica y matemáticas y necesita un procesador de 1.5 Ghz G5 para simular esta lógica. el profesor Markram usó los 10,000 procesadores de la supercomputadora para construir un cerebro de reptil en funcionamiento, tenga en cuenta que este cerebro de reptil en funcionamiento no es un pensamiento o monitoreo o cualquier otra cosa, simplemente se estimula y hace algunas sinapsis hermosas cosas de rayos.

* El neocórtex, es responsable de la socialización, la paternidad, el pensamiento y los eventos evolutivos más exitosos, necesita más de 100,000,000,000,000 de neuronas y muchas más sinapsis, por lo que necesito un procesador de última generación de 10 ^ 12, una base de 2 Ghz sería muy apreciada. el mismo profesor que mencioné anteriormente está en este momento probando, modelando y pronto construirá un neocórtex de rata.

Me gustaría agregar que tenemos los avances tecnológicos para construir un cerebro humano en funcionamiento, capaz de aprender, tomar decisiones, etc., cualquiera de los 10 mejores superordenadores del mundo puede hacer eso fácilmente, simplemente no tenemos suficiente información sobre cómo El cerebro funciona, el enfoque computacional es muy prometedor, pero no es suficiente, necesitamos descubrimientos más profundos sobre la magia detrás de este increíble cerebro.

Answer 6

En la universidad, pasé 3 años haciendo un trabajo de estudio en un laboratorio de investigación mental y tomé clases de memoria y aprendizaje, cognición (conozco a muchos de los chicos que escribieron libros de texto sobre esto). La analogía cerebro-computadora es una idea simplista defectuosa promovida por los defensores de la financiación de “procesamiento de información” (y AI).

Los seres humanos carecen de muchas de las ideas más vagas de cómo funcionan los cerebros. Las computadoras funcionan por el estado de los interruptores. Los cerebros funcionan, químicamente, de formas extrañas … podemos captar vistas, mezclar y diseccionar químicos. Y tenemos vistas extrañas sobre las que puedes leer en libros de texto.

En los veranos, también trabajé en un laboratorio de piezas, laboratorios de piezas, dibujando máscaras. Cualquier persona que intente hacer comparaciones de varios cerebros no humanos con computadoras solo está tratando de engañarlo. Realmente no tienen ni idea.

No pudimos replicar un cerebro de mosca. Saber todo sobre la genética del gusano plano nos dice poco acerca de sus sistemas nerviosos. Así que, en cambio, los científicos cognitivos y los tipos de inteligencia artificial abogan por que no es necesario conocer la función de un cerebro que es un argumento débil (el aleteo del ala del pájaro no es como los planos …) por lo que no reciben mucho respeto o financiamiento en comparación con otros Funciona como neurología.

La visión es una función sorprendente del cerebro humano, y la visión por computadora es una broma (avergüenza a algunas de esas personas de seguridad preguntando sobre los intentos de identificar a las personas de raza negra: sé lo que se necesita (modelos 3-D; la mayoría no las usa) ). El lenguaje es otra cosa sorprendente que la traducción (y la interpretación; hay una diferencia, humano no máquina) que se promete en exceso (es mi pregunta sin respuesta). Los seres humanos tienen un largo camino por recorrer para entender esto. Hacemos casos de demostración fáciles y no los casos de borde duro.

Answer 7

El cerebro no funciona como una computadora; No tiene CPU central. En cambio, su función es asíncrona y se distribuye en todas partes; Lo que hace inútil una analogía de velocidad. Una mejor analogía es la del transistor, siendo cada sinapsis comparable a un transistor. No estoy seguro de cuál es el número de componentes en un procesador; Sin embargo, el cerebro es aún más complejo.

Answer 8

En esta era de las computadoras en todas partes, la tentación de considerar las operaciones del cerebro y de la computadora de manera análoga es tentadora. Resistelo. Los cerebros no son computadoras digitales. La analogía tiene poca utilidad.

Answer 9

En realidad, es bastante difícil de responder ya que funcionan de manera muy diferente, PERO un cerebro humano puede entrenarse para ser tan rápido como una CPU (Obviamente para cálculos y todo eso, no todo lo que podemos hacer) pero una CPU solo puede soñar con poder reaccionar y conversar y tener sentimientos de forma natural.

EDITAR: También es muy claro lo diferentes que pueden ser. Las CPU trabajan con Clock Cycles excitando el código cada x milisegundos (como un Game Loop en juegos donde la lógica principal se actualiza allí) pero los cerebros no tienen que hacer eso

Answer 10

La pregunta y las respuestas que son numéricas no tienen sentido; No hay equivalente porque son cosas muy diferentes. GHz es una medida de la velocidad de reloj de la CPU en una computadora que determina qué tan rápido puede ejecutar una secuencia de instrucciones en serie. El cerebro humano no tiene CPU, no opera en serie y no ejecuta instrucciones. El cerebro humano es una red altamente interconectada de células individuales que opera de manera masivamente paralela. La memoria funciona de manera muy diferente en los dos … aparte de los cachés y registros, la memoria de la computadora es externa a la CPU.

Uno podría tratar de comparar los cerebros humanos y las computadoras para compararlos, pero esto falla miserablemente porque tienen conjuntos de problemas muy diferentes en los que sobresalen, debido a su organización muy diferente. Las computadoras pueden simular cierta actividad cerebral, pero están en gran desventaja porque tienen que realizar en serie lo que hace el cerebro humano con un paralelismo masivo. Y los cerebros humanos pueden simular algunas actividades de la computadora, como agregar un par de números, pero tienen una gran desventaja porque las computadoras se construyen para ejecutar la suma directamente, mientras que los cerebros deben reunir una facilidad cognitiva general.

Por cada posible problema que puedan resolver tanto las computadoras como los cerebros, habrá diferentes proporciones entre el rendimiento de los dos, por lo que, por supuesto, no puede haber un factor de conversión.