人的大脑相当于什么水平的 GPU 和 CPU ? 第1页

人脑很牛逼，但人脑也很垃圾。

人脑在某些方面远远比不上电脑，但大力出奇迹……

人脑信号传递基础，是传输速度100m/s左右的电化学过程。

• 信号不能精准控制，误差可达1/100。

电脑信号传递基础，是70%光速（200000000m/s左右）的电信号。

• 信号能精准控制，误差小至1/2^32（1/42亿）^[1]。

通常来说，大脑神经元处理信号的速度，比电脑晶体管慢1000万倍。

电脑处理信息的精度，是人脑精度的几百万倍。

除此之外，相比起电脑，人体是一个耗散系统。需要通过源源不断的新陈代谢，才能维持系统的良好运转。

只要一停机，系统就直接崩坏。所以，单单是维持这个系统，大脑就需要消耗巨大的算力。

你那不停跳动的心脏，身体内躁动的荷尔蒙，哪个不需要算力的维持？

但神经元的信号传递又慢，那应该怎么办？

当然是增加神经元个数了，通过数量来弥补算力的不足，这便是大力出奇迹。

为了维持这个高新陈代谢的耗散系统，人脑拥有1000亿级的神经元，100万亿个神经突触连接，拥有5000 TOPS（5×10^15）的算力，是普通计算机（100亿）的数十万倍。

其实一只小小的蚂蚁都有25万的神经元，达到几十亿的算力，相当于一台普通计算机。

高算力只是动物的共性，人类并不特例。

如果按照神经元的数目来说，大象（2570亿个神经元）的总算力甚至可以达到人类2倍还多。但大象在智力方面、抽象思维的能力，却比人类低了很多。

人脑最核心的，还是大脑皮层。

人脑功能其实分区的，比较经典的理论就是三位一体理论。该理论在以前的回答，已经说过不少次，就不细说了。总的来说，大脑皮层才是人类最高级的神经中枢。人们最关心的感官、语言、思维、意志，都是大脑皮层主导。

而人类大脑皮层的神经元个数是140亿个，总算力应该在10^14~10^15 OPS之间。

也就是说大脑皮层的算力，大约只占整个大脑的15%左右。

而大脑皮层的主要功能在于视、听、躯体感觉、运动，以及相关联络区的功能。

真正能用在思维上的算力，占比又更小了。

正是因为这个原因，大脑在长期演化过程中，成了一个无比节能的系统（哪怕如此，也占了总能量消耗的20%），处理各种信息都进行各种精益求精。

例如，你眼睛接受的信号高像素（几千万）、大内存，但被大脑一加工，直接变成了几个字节储存在大脑内。无比“垃圾”的一级缓存，甚至让你短短10妙之内，无法记清你刚才看过的图片、听过的音乐、看过的书的细节。

看看这个世界上，有着多少强迫症。如果不是这一级缓存太垃圾了，你哪里需要去反反复复确定关没关门这一件事情。

不过好处还是有的，低字节处理，可以让人脑储存的总信息比普通电脑多很多。

回忆的时候，大脑会用超强的脑补能力，弥补丢失的细节。但由于生物噪声太大，可能会脑补出一些原画面根本没有的东西。和朋友聊起某一件事情，你觉得自己见到了、听到了、闻到了，但朋友却没有经历过，简直咄咄怪事，你以为自己脑子有毛病（人家真没毛病，只是常规改数据而已）……

如果我们的意志是大脑内的管理员，那么这也是一个权限低得令人发指的管理员。

不仅我们对控制中心毫无权限，连软件都只能控制一半（植物性神经不受意志控制）。

你认为重要的记忆或者信息，被任意的删改，更是常规操作。

我们的大脑每天都会接受各种各样的新信息，旧信息不以我们意志为转移的每天不停地丢失字节，慢慢变得失真。若干年后，你翻一翻老照片，咦，这LOW Bj竟然是当年的我？

甚至有的大脑信息被加工得面目全非，常常觉得有人迫害自己，导致精神分裂什么的。有时候某些信息还会影响CPU的功能，导致抑郁什么的。

过大的生物噪声也让人类的浮点计算能力，低得令人发指。你把从古自今，囊括所有人类最牛大脑，包括牛顿、欧拉、高斯、黎曼、爱因斯坦、杨振宁……所有人加起来，浮点计算能力也比不过一台计算器。

计算机的浮点计算力，至少是人类的几十万倍以上。

人类哼哧哼哧的把圆周率算了1000多年，也才多少位数……

如果有效内存过低、生物噪声过大、浮点运算过低、容易损坏是人大脑的缺点，但相比起电脑，人脑还是有着突出优点的：

大脑神经元之间的链接强度是可以根据活动和经验进行修改的。

无论你学滑冰、看书、或者玩游戏，在重复训练的过程中，神经网络会逐渐提高精度和速度。甚至在不断学习的过程中，还能诞生新的突触连接。

人脑之所以有这些能力，主要在于，人类的大脑其实是超多核处理器（单单大脑皮层都可以分成多少个核心区），拥有多层结构的深度学习模式。

不仅仅是人类，基本上任何哺乳动物的大脑内，都存在深度学习的机制。

这种复杂性，是当前的超级电脑远远不能比的。

所以人脑在策略、思维、艺术、语言上，具有非凡的优势。

虽然当前的人工智能能够学习艺术，甚至能创造艺术，做出远超普通人的作品。但其实，这主要还是体现在电脑精度上的优势。

例如，你让电脑学习投篮，它通过学习，可以投得无比精准，但你让他上场打球却是根本不可能。现在的人工智能，其实仅仅还在学习投篮的阶段。

看起来阿尔法狗很牛逼，但它的“思维”过程，其实也是模仿人类的神经网络，属于全局性的运算。由于电脑的高精度优势，所以只需要模仿神经网络的皮毛，就可以达到比人类更优秀的计算能力。所以阿尔法狗通过学习能在围棋上能战胜人类，并不意外。

人类的大脑通常会采取更加模糊（精度太低），且高效（人类大脑更擅长经验判断）的方式。但从思维模式来说，阿尔法狗的神经网络比起人类来说，还无比的简单。

除此之外，人类通过围棋的思维，可以完全运用在其它事情上面。但阿尔法狗则只会下棋，把它运用到其它领域，需要全新的规则学习。

总之，当前人工智能的“智能”差距，主要体现在大脑的复杂结构和模式上。

如果某一天电脑也能设计出媲美人类大脑的复杂结构和模式，那么这个电脑的综合能力，恐怕会真正的秒杀人类。

如果，人类的意识的确是在大脑皮层复杂神经网络中形成的。

那么，这个超级电脑也会诞生真正的意识，成为货真价实的人工智能。

那会将是一个全新的时代。

参考

1. ^ 斯坦福教授骆利群：为何人脑比计算机慢1000万倍，却如此高效？

比计算能力，人脑比不过史上最早的电脑---1946年美国诞生的埃尼阿克。

埃尼阿克都可以每秒4000次加法计算，你人脑试试？