《仿人腦神經晶片》閱讀原文及答案
《仿人腦神經晶片》閱讀原文及答案
仿人腦神經晶片
過去的幾年裡，美國IBM公司與康奈爾大學的科學家在努力構造神經形態的計算機結構，即模擬人腦能力製造出的晶片，它既有分析能力，又有人腦般的直覺，這樣才能處理大量的資料。如今，這份努力帶來了里程碑式的成果，科學家已經生產出一種集成了54億個電晶體的晶片，包含4000多個神經突觸核心。每個突觸核心都包含與人腦的生物組成部分相對應的計算結構。核心記憶體起著與腦神經突觸類似的作用，處理器相當於核心的神經細胞（神經元），用接線提供連線，就像大腦軸突的神經纖維一樣。這項成果發表在今年8月份的《科學》雜誌上。
研究者把這種晶片設計成類似一種節能的脈衝神經網路。普通的神經網路每隔一段固定的時間處理一次資料，而脈衝神經網路在電量超過閾值（觸發某種行為或者反應產生所需要的最低值）的時候就能被激發，因此更加節能。被激發的部位反過來又會影響其他人工神經元的電荷，這就很像大腦執行時的過程了。新型晶片同時又包含了4096個神經突觸核心，可以產生超過100萬個可程式設計的脈衝神經元，以及2.56億個可配置的突觸。 研究者們最終的目標，是製造出一臺鞋盒子那麼大的神經突觸超級計算機，包含100億個神經元和100萬億個突觸，而耗能只有1千瓦。因此，這種模仿人腦的神經結構製成的晶片，不僅功能強勁而且節能，很可能成為下一代超級計算機的基石。
為了測試這張晶片的效能，研究人員用它分析了一段影片剪輯，從背景裡把行人、騎車的人以及其他物體識別出來。作為對比，研究者用一個同樣基於人工神經網路，但使用的是多用途微處理器的模擬器做了同樣的實驗，發現新的晶片結構消耗的能量只有模擬器的176000分之一，解析每幀畫面的速度卻快100倍。跟IBM公司2011年推出的版本相比，新的晶片也有了很大的提高，每個核心只消耗了原來百分之一的能量。或許某一天我們可以廣泛地將它們散佈在各處，用來監控森林火災或者其他自然災害。
研究者期望這種神經突觸晶片能成為新一代超級計算機的基本構件。這種計算機模仿人腦結構，使用毫米尺寸的晶片，而且足夠節能，可以植入眼鏡、腕錶，以及其他可穿戴裝置中。這類晶片擅長整理感官輸入，因此可以成為很好的醫療診斷輔助手段。例如，IBM的研究人員設想可以將數字溫度計與一系列認知感測器結合起來，就可以掃描並分析患病兒童口腔中的各種化學訊號，由此快速進行診斷。
最先應用此類認知技術的，是IBM的超級計算機“沃森”。2011年2月，“沃森”參加了智力節目“危險邊緣”，憑藉其根據問題搜尋知識庫、計算置信水平並據此回答問題的能力，打敗了兩位前冠軍。同一年的晚些時候，德克薩斯大學安德森癌症研究中心與凱斯西儲大學克利夫蘭醫學中心的勒納醫學院的研究人員開始用更小、更強有力的沃森超級計算機進行資料分析和醫師培訓。
今年初的《華爾街日報》刊登了一篇文章，列舉了IBM將沃森投入真正的資料分析過程中所遇到的幾個挑戰。雖然研究者們還需要努力應對這些早期的困難，他們還是計劃讓沃森進入雲端服務，這樣可以讓今後每一臺連線網路的裝置都變成一臺認知計算機。
（摘編自2014年9月1日《環球科學》）
1.下面關於仿人腦神經晶片功能的表述，不符合原文意思的一項是
A．這種晶片集成了54億個電晶體，包含4000多個神經突觸核心，不僅具有很強的分析能力，還具有人腦般的直覺，能夠處理大量的資料。
B．這種晶片類似一種脈衝神經網路，當電量超過所需的最低值時就能被激發，被激發的部位每隔一段時間又會影響其他人工神經元的電荷。
C．這種晶片具有很強的識別能力，它解析一幀畫面的速度比多用途微處理器的模擬器快100倍，而消耗的能量只有模擬器的176000分之一。
D．這種晶片擅長整理感官輸入，可以成為很好的醫療診斷輔助手段，甚至有可能廣泛地散佈在各處，用來監控森林火災或者其他自然災害。
2.下列理解和分析，不符合原文意思的一項是
A．在計算結構上，仿人腦神經晶片中的每個突觸核心都與人腦相對應，例如，核心記憶體和處理器分別相當於腦神經突觸和核心的神經細胞。
B．較之普通的神經網路，類似於脈衝神經網路的仿人腦神經晶片更加節能，以它為基本構件的新一代超級計算機，功能強大，耗能卻很少。
C．下一代超級計算機很可能使用毫米尺寸的仿人腦神經晶片。這種計算機便於攜帶，可以植入眼鏡、腕錶以及其他可以穿戴的各種裝置中。
D．研究人員設想利用仿人腦神經晶片為患病兒童診斷病情，透過某種技術手段掃描並分析患兒口腔中的化學訊號，取得了快速診斷的效果。
3.根據原文內容，下列理解和分析不正確的一項是
A．自2011年以來，美國IBM公司與康奈爾大學的科學家一直在為製造一種模擬人腦能力的晶片不懈地努力，最終取得了里程碑式的成果。
B．製造出一臺只有鞋盒子般大小、包含100億個神經元和100萬億個突觸的神經突觸超級計算機，是仿人腦神經晶片的研究者最終的目標。
C．更小、更強有力的沃森超級計算機早已被有關研究人員運用於某些醫學工作，這說明IBM的超級計算機“沃森”在使用過程中不斷得到改進。
D．在將沃森投入真正的資料分析過程中，科學家遇到了諸多挑戰，還需努力克服許多早期的困難，但讓沃森進入雲端服務的決心不會改變。
【答案及解析】
1. 【答案】B
【命題立意】考查理解重要概念、把握事物特徵的能力；錯誤項從雜糅的角度設定，目的`在於引導考生區分不同事物的重要特徵。
【解析】B項張冠李戴，其表述把脈衝神經網路和普通的神經網路雜糅到一起了。“每隔一段固定的時間……”是普通神經網路的功能。脈衝神經網路不受時間限制，在電量超過閾值時即可被激發。參見第2段開頭部分。其他三項與原文意思相符。
2. 【答案】D
【命題立意】考查理解重要語句、語段，篩選資訊的能力，主要從事物的“未然”和“已然”兩種狀態設題，引導考生注意從時態上排除干擾，辨析正誤。
【解析】D項把“未然”當成了“已然”，即把“設想”的情況表述為一種已經存在的事實。該項後面的“取得了快速診斷的效果”，與前面的“設想”相沖突。見第4段結尾部分。C項是重要的干擾項，容易誤選。該項說“……新一代超級計算機，功能強大，耗能卻很少”，乍看起來，C項也把“未然”當成了“已然”，因為新一代超級計算機還沒有製造出來，“功能強大，耗能卻很少”無從談起。這種看法忽略了一個重要條件，即“新一代超級計算機”，是以“仿人腦神經晶片”為基本構件的，而這種晶片“功能強大，耗能卻很少”是已經被證實了的。所以C項表述正確。
【答題技巧】解答本題，可用“語病查詢法”應對。如果按照常規在原文中找到相關語句或語段進行比對，一時難以作出正確的判斷，因為D項的表述與原文很接近，命題者暗中設定了一個小小的“機關”，有一定的迷惑性。運用查詢語病的技巧，則事半功倍。“設想”是將來時，而“收得了效果”則是過去時，時態發生衝突，屬於“前後矛盾”的語病。據此，可不必再看原文，即可將其判為錯項。
3.【答案】A
【命題立意】考查整體把握文意、概括文段、整合資訊的能力。
【解析】A 項“自2011年以來”時間有誤。科學家早就開始研製模擬人腦能力的晶片了。IBM的超級計算機“沃森”，就是研製的產物，“沃森”在2011年就顯示了強大的威力。見倒數第2段開頭部分。