艺术家林雨_计算力,一个简单粗暴却可能直抵宇宙终点的参数by艺术家林雨

         

【发布时间】:2020-12-8 11:24:27

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计算力,一个简单粗暴却可能直抵宇宙终点的参数by艺术家林雨

话说当年,

我拥有的第一台电脑是166的,166这个数字代表主频是166MHz,

其中,Hz是频率的单位,代表“每秒的次数”,M代表10的6次方。

166MHz可以粗略理解为:每秒运算166000000次。

这是1997年个人电脑的运算能力。

如今多数人似乎已经不怎么关注“主频”这个数字了,只有少数神经病才会津津乐道,电脑是多少GHz的,手机是多少GHz的。

仿佛,计算力,已经不是一个问题。

其实,计算力从一开始,直到人类的未来,都一直是一个很重要的问题。

事情从头说起,

第一个发明计算机的人被认为是冯诺依曼,匈牙利数学家。

而英国数学家图灵,基本也是在同一时期设计出了最早的计算机,这台计算机,专门用来破译德军的Enigma密码系统。

当时处于二战期间,英国军方情报机构从大学里搞了几个数学家出来,组成秘密小组,图灵是成员之一。

这帮数学家每天的工作就是计算,监听人员一截获德军电报,就立刻给他们送来,然后他们就开始争分夺秒地开始疯狂计算,希望赶在密码变化之前将其破解。

但是每次,都赶不赢。

虽然这个小组里的几颗大脑,都算是人类中最出类拔萃的,但是,计算力还是不够用。

每一次失败,都像智商被嘲弄了一样。

然后图灵说,应该有个计算机。

于是就有了计算机。

图灵造的这个计算机,体型庞大,外观愚蠢,其计算力可能还不如你的手机。

但是就靠着这台笨拙的庞然大物,数学家们翻盘了!

他们发现,机器轰隆隆地启动,虽然看起来很蠢,运算速度居然比他们这几个数学家快多了!德军密码切换的时间间隔,足够他们破译,帮助军方获取一份又一份有效情报。

图片来自电影《模仿游戏》

如今的人工智能,虽然还处在萌芽期,其实也已经很厉害了,在下棋这件事上,人类已经赢不了AI。

图灵被称为人工智能之父,因为他最早开启了对AI的研究。当年他也设计了一个国际象棋程序。

下棋的程序,其实很简单。

无论围棋还是象棋,在确定的规则之下,每一步的走法,都是有限的,而不是无限的,而对手可能采取的应手,也是有限的,而不是无限的。一步一步走下去,所有可能的排列组合,虽然数量极其庞大,但终究是有限的。

因此,计算机程序可以穷举这些所有的可能性,最后对当前这一步如何走,做出胜算最大的决策。

人类高手,能看到3步以上,就算不错了,计算机可以看到后面N步,所以人类赢不了。

可是,图灵做的那个程序输了。

为什么计算机会输?根本原因,就是计算力不够,在合理时间内,无法找到最优策略。

下棋,每一步的走法,虽然有限,但也是很多很多了。

例如,当前这一步,有100种可能的走法,然后对手有100种可能的应对,这一个回合,组合下来就是1万种可能。再来一个回合,就变成了1万乘1万,1亿种。再来一个回合,就变成了1万亿种。而要得到这1万亿种结果,实际需要的运算次数更多。

经过数万亿次的运算,这才刚达到人类的“看3步”。可见这思维等效的背后代价也是蛮沉重的。

想实现人工智能,对计算力的需求是,海量,像大海里包含的水分子个数那么大的量。

人工智能有多高深?

高深之处,需要发挥人类智慧之处,在于,原始算法的建立,实际中的应用方式,以及未来有关智能人的哲学、立法。

而人工智能的建立,其背后最基础的决定因素,就是“计算力”。

人工智能的计算本质,并没有多么神奇,最内核所做的事就是傻傻的算,只有当它拥有足够足够强大的计算力,在人类所认为的瞬息之间完成超级巨量的计算,才会表现出那么一点点外在的聪慧。

以后人类还想让人工智能干许许多多比下棋更复杂更重要的事,

那样的计算力需求,即便对于今天这么牛X的计算机来说,也是一个不可想象的重担。

所以,一切才刚刚开始。

今天的计算机,看起来好像已经很强大,其实都还是小baby,

单纯、弱小、萌萌哒。

未来强大的计算机是什么样的?

反正,不是今天这个模式的计算机,因为现有模式已经快发展不动了。

当年有一个著名的摩尔定律,其简要含义就是计算机性能每18个月提高一倍。

如果这个美好的定律一直有效,那么人类的未来也是美好的,不用发愁计算力成为科技发展的瓶颈。

但是,摩尔定律已经失效了。

1997年,主流个人电脑的主频是166MHz,而现在京东上最贵的CPU主频也才3.5GHz,也就是3500MHz,仅仅是1997年的21倍。

1997到2018,正好也是21年,21年包含14个18个月,如果摩尔定律有效,那么CPU主频应该乘以14个2,也就是2的14次方,16384倍。

预期的16384倍,与现实的21倍,差距如此之大,我也是不敢相信了,开始怀疑自己误解了摩尔定律,或者记错了1997年的主流频率?或者犯了什么低级的数学错误?

但不可否认,这几年单就“主频”这一(虽然并不能完全代表计算机性能的)参数来说,确实发展的非常非常缓慢了。

未来计算机有两大方向:量子计算机、生物计算机。

《三体》里人类面对外星威胁时,也曾苦于计算力不足,好像就有不同的计算机科学家沿着这两个方向进行研发寻求突破。现实中这也是非常非常重要的研究领域,计算力决定着很多基础科学和应用科学的发展能力。

毕竟,我们需要用未来新一代计算机的超大计算能力,

指挥繁忙公路上的自动驾驶车辆,

预警地质和气象灾害,

计算银河系每一颗恒星与行星的运转,

帮人工智能算明白到底应不应该干掉人类,

以及替我们决定明天晚饭是吃火锅还是鱼香肉丝盖饭。

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