為了實(shí)現(xiàn)海量資料實(shí)時(shí)分析所需的每秒百萬(wàn)兆次(exascale)運(yùn)算速度，以滿足未來(lái)大量感測(cè)器流信息的需求(例如將在2024年建成的SKA超級(jí)電波望遠(yuǎn)鏡)，IBM公司正開發(fā)一款模擬人腦神經(jīng)元運(yùn)作的3D芯片，它可以為未來(lái)的認(rèn)知電腦掃清道路。IBM研究中心科學(xué)家布魯諾·米歇爾(Bruno Michel)說(shuō)：“我們采取了一種由人腦得到靈感的新研究方法。如同血液調(diào)整神經(jīng)元如何傳送信號(hào)一樣，通過(guò)復(fù)制大腦的這種封裝技術(shù)，我們希望能將現(xiàn)有設(shè)備壓縮一百萬(wàn)倍，從而提升一萬(wàn)倍的能源效率。”

IBM日前宣布，南非國(guó)家研究基金會(huì)以及荷蘭ASTRON電波天文學(xué)研究所(NIRA)也聯(lián)合投入這項(xiàng)研究計(jì)劃，目的是為澳洲沙漠的超級(jí)電波望 遠(yuǎn)鏡海量資料開發(fā)可實(shí)時(shí)分析的技術(shù)。ASTRON項(xiàng)目將在南非安裝64個(gè)天線原型，以協(xié)助IBM與NIRA打造可實(shí)時(shí)分析百京位(Exabyte)資料的 超級(jí)運(yùn)算架構(gòu)。ASTRON與IBMExascale技術(shù)中心研究人員強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)認(rèn)知運(yùn)算技術(shù)不只學(xué)習(xí)與模擬人腦，同時(shí)也提升了能源效率。

米歇爾稱：“如果你分析一個(gè)典型的微芯片，其中只有百萬(wàn)分之一的晶體管用于執(zhí)行功能，而其它98%則用于冷卻。但在大腦中，40%的容量用于執(zhí)行功能，50%實(shí)現(xiàn)互連，而只有10%用于冷卻，因此我們想要開發(fā)出更接近這一比例的電腦。”

首先采用液體冷卻劑作為電池電解質(zhì)，為3D芯片提供電荷離子。冷卻劑/電解液將流入各層疊芯片間信道，其散熱片則作為電池電極。流經(jīng)3D芯片堆棧后，流體將返回到中央儲(chǔ)存庫(kù)而被冷卻，并在流回芯片之前進(jìn)行充電。

為了處理來(lái)自SKA天線的訊號(hào)，該研究團(tuán)隊(duì)將采用這些能以液體冷卻帶電的3D芯片堆疊，從而制作出微型服務(wù)器原型，幫助科學(xué)家捕捉到宇宙大爆炸 后的微弱信號(hào)。而由于來(lái)自SKA的資料信息大大超過(guò)網(wǎng)絡(luò)流量，該計(jì)劃最終可以處理商業(yè)、金融與醫(yī)療保健資料信息，讓未來(lái)的認(rèn)知電腦提供exascale級(jí) 的資料處理能力。