У кого больше памяти у человека или у компьютера
Обновлено: 07.07.2024
Уже сегодня может быть создан компьютер, у которого памяти больше, чем у человека, и более быстрым доступом, чем у человека.
Основным источником информации для человека является зрительная. Эта информации хранится в памяти человека в таком упакованном виде, что при «распаковке» получаются большие потери. Человек не может вспомнить даже количество окон в здании, мимо которого он проходил. Если записать изображение на видео, то впоследствии мы можем точно сосчитать количество окон. Значит, упаковка в видео осуществляется с меньшим коэффициентов сжатия и позволяет восстанавливать изображение с большей точностью, чем делает это человек.
Человеку, для того, чтобы вспомнить что-либо требуется от долей секунды до нескольких десятков секунд. Некоторую информацию человек вообще не помнит. Доступ же к любому фрагменту видео, записанному на CD, можно получить за доли секунды.
Сосчитаем, сколько должен иметь CD приводов компьютер, что суммарная память и ее быстродействие гарантированно превосходили память человека. Гари Потер, 2ч.35м., вмещается в 650Мбайт. Т.е. вся видеоинформация, полученная человеком за 2ч.35м., вмещается в 650Мбайт. Для того, чтобы разместить всю информацию, потребуется 10 CD или один DVD. Для того, чтобы иметь быстрый доступ к объему информации, равной получаемой человеком за тридцать лет, потребуется 365*30 DVD приводов или примерно 11 тысяч DVD приводов.
Для хранения звуковой информации понадобится примерно на порядок меньше памяти. Сигналы от других сенсоров (вкус, запах, ощущение участками тела тепла, болевые ощущения, чувство голода и его удовлетворения и т.д.) пока плохо поддаются искусственным системам для распознавания и воспроизведения, но, тем не менее, мы можем сосчитать предельный объем информации, получаемый от этих органов чувств, и удостовериться, что поток этой информации намного меньше визуального потока, получаемого человеком.
[b:51864cdcd1]ПРИМЕЧАНИЕ: [/b:51864cdcd1]
Пока я видел только утверждения, что объем памяти у человека намного больше достижимой в настоящее время памяти компьютера. Искал возможные ошибки в своем же доказательстве – пока не нашел. Выношу на публичное обсуждение, может кто-нибудь из посетителей сумеет опровергнуть доказательство.
Post by flip_flop » Wed Apr 17, 2002 1:57 am
Вы сводите память человека к памяти компьютера? Информацию воспринимаете как смысл, передаваемый битами? Считаете что механизм памяти понятен и алгоритмы разума раскрыты? Это несколько упрощенное понимание, ИМХО. Память несколько разная. Например, человек легко распознает лицо знакомого человека, чего компьютер делать не может. Память сохраняется даже при отмирании значительной доли нервных клеток, в то время как единичный сбой при адресации компьютера приводит к отказу. И так далее. Не все сводится к битам и байтам. Так что при неясных предпосылках нет смысла излишне математизировать и строить "доказательства".
Подобные упрощения привели в свое время к критике чрезмерного обобщения и к известному тезису "кибернетика - лженаука"
Vlad7 Уже с Приветом Posts: 366 Joined: Fri Nov 17, 2000 1:01 amPost by Vlad7 » Wed Apr 17, 2002 2:38 am
[quote:65d14afd82="flip_flop"]Вы сводите память человека к памяти компьютера? Информацию воспринимаете как смысл, передаваемый битами? [/quote:65d14afd82]А чем еще мерить информацию? Человеческий мозг явно не в состоянии хранить количество информации, умещающейся на 11 тыс. DVD дисках. Иначе бы мы помнили все подробности нашей жизни.
[quote:65d14afd82="flip_flop"]Память несколько разная. Например, человек легко распознает лицо знакомого человека, чего компьютер делать не может
[/quote:65d14afd82]
Здесь Вы говорите об обработке информации, имеющейся в памяти. К тому же уже существуют программы для распознавания лиц. В некоторых аэропортах уже применяются для обнаружения преступников.
[quote:65d14afd82="flip_flop"]Память сохраняется даже при отмирании значительной доли нервных клеток, в то время как единичный сбой при адресации компьютера приводит к отказу
[/quote:65d14afd82]
Если память имеет коррекцию ошибок, то единичный сбой не приводит к отказу. Nightmare Уже с Приветом Posts: 179 Joined: Thu Jun 28, 2001 1:01 am Location: 74RU
Post by Nightmare » Wed Apr 17, 2002 4:19 am
А что толку-то сравнивать, сколько человек может запомнить, а сколько нет. Главное - это уметь грамотно обрабатывать полученную информацию. Например, приведу ваш же пример: человек прошёл по улице и не запомнил, сколько окон у дома. НО! Немного подумав мы сможем приблизительно сосчитать их. Я, например, 22 года прохожу возле своего дома и ни разу не считал количество окон. Но я без труда могу всполнить примерную длину дома и примерное расстояние между соседними окошками. Т.о. с точностью (+-) 5 я дам ответ. Да и вообще, есть много критериев, по которым я смогу более или менее точно определить количество окон (например по количеству подъездов в доме и т.п.). А компьютер? Чёрта с два! И все эти байки про искусственный интеллект расскажите кому-нибудь другому! Ну будет у него в памяти вся карта города, ну и что. А вот не задал программист ему выбор оптимально пути от пункта А до пункта Б и всё - кирдык! А ведь даже в этой простенькой задачке сразу нельзя учесть все возможные варианты. Большенство из них возникает уже на месте (пошёл дождь, гололёд на дороге, мало бензина в машине или вообще она сломалась, пробка на дороге. Да можно много ещё чего придумать.)
Вывод:
[i:38e5af15bc]IMHO mode on[/i:38e5af15bc]
Компьютер всегда и везде надо рассматривать лишь как вспомогательный инструмент. Это разные плоскости и сравнивать объём памяти и скорость доступа компютера и человеческого мозга нельзя. Конечно, с течением времени, с развитием науки, объёмы и скорости будут увеличиваться, это неизбежно, а иначе зачем нужен такой компьютер который считает медленнее чем человек.
[i:38e5af15bc]IMHO mode off[/i:38e5af15bc]
Post by thinker » Wed Apr 17, 2002 7:33 am
[quote:b958775df5="Nightmare"]Вывод:
[i:b958775df5]IMHO mode on[/i:b958775df5]
Компьютер всегда и везде надо рассматривать лишь как вспомогательный инструмент. Это разные плоскости и сравнивать объём памяти и скорость доступа компютера и человеческого мозга нельзя. [/quote:b958775df5]
Хочу отметить, что и человеческий мозг и разум вообще также является вспомогательным инструментом и средством для выживания. Разум не есть конечная цель или высшая форма чего-либо.
Забудьте все, что знали о человеческой памяти: новое исследование показало, что объем памяти нашего мозга в 10 раз больше, чем считалось ранее. «Это настоящая бомба в области неврологии, — говорит ученый Института биологических исследований Солка Терри Сейновски. — Наши новые измерения емкости памяти мозга увеличили консервативные оценки в 10 раз до петабайта минимум, в такой объем оценивается весь Интернет». Это 1000 терабайт, если что.
Ученые изучали ткань гиппокампа крысы и реконструировали ее в 3D для изучения центра памяти мозга. После этого они имели возможность впервые наблюдать странное явление. Судя по всему, синапсы мозга могут изменять размеры, что влияет на объем памяти.
Сначала они обнаружили, что в 10% случаев синапсы были продублированы. В попытке выяснить, почему это произошло, ученые использовали передовую микроскопию и вычислительные алгоритмы, чтобы реконструировать соединения, формы, объемы и площадь поверхности ткани головного мозга.
В результате выяснилось, что разница в размерах пар синапсов была очень небольшой, порядка 8%. «Никто не ожидал, что будет такая малая разница. Это прям подколка от природы», — говорит ученый Том Бартол. Ученые пришли к выводам, что существует минимум 26 категорий синапсов, а не несколько, как считалось ранее.
Эта добавочная сложность связей между нейронами выливается в существенное увеличение возможной емкости памяти мозга.«Это на порядок превышает все, что мы представляли, с точки зрения точности, — говорит Сейновски. — Последствия обнаруженного будут очень далеко идущими. Под кажущимся хаосом и беспорядком мозга прячется невероятная точность размеров и форм синапсов, которая от нас скрывалась».
Дальнейшие исследования показали, что синапсы могут менять свои размеры в зависимости от нейронных трансмиссий, и происходит это практически мгновенно.
Каким бы интересным это открытие ни было, оно не поможет вам вспомнить, где вы оставили ключи от машины. Но ученые могут использовать конкретно это исследование для дальнейшей работы в области компьютеров, создавая продвинутые методы глубокого обучения и нейронных сетей.
Мозг взрослого производит около 20 ватт постоянной мощности, примерно как тусклая лампочка, но способен на такие вещи, о которых любой современный компьютер может только мечтать.
И просто ради интереса давайте посмотрим на цифровую мощь. На самые дорогие и мощные суперкомпьютеры на сегодняшний день
Первый суперкомпьютер Atlas появился в начале 60-х годов и был установлен в университете Манчестера. Он был в разы менее мощным, чем современные домашние компьютеры. В нашем обзоре собрана десятка самых мощных в истории суперкомпьютеров. Правда, всвязи с быстро развивающимися в этой сфере технологиями устаревают эти мощные машины в среднем за 5 лет.
Производительность современных суперкомпьютеров измеряется в петафлопсах — единице измерения, показывающей, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет компьютер. Сегодня речь пойдет о десяти самых дорогих современных суперкомпьютерах.
IBM Roadrunner (США) — 130 млн долларов
Roadrunner был построен IBM в 2008 году для Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Нью-Мексико, США). Он стал первым в мире компьютером, средняя рабочая производительность которого превысила 1 петафлопс. При этом он был рассчитан на максимальную производительность в 1,7 петафлопса. Согласно списку Supermicro Green500, в 2008 году Roadrunner был четвертым по энергоэффективности суперкомпьютером в мире. Списан Roadrunner был 31 марта 2013 года, после чего его заменили меньшим по размерам и более энергоэффективным суперкомпьютером под названием Cielo.
Vulcan BlueGene/Q (США) — 100 млн долларов
Vulcan — суперкомпьютер, который состоит из 24 отдельных блоков-стоек, — был создан IBM для Министерства энергетики и установлен в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса, штат Калифорния. Он имеет пиковую производительность в 5 петафлопсов и в настоящее время является девятым по скорости суперкомпьютером в мире. Vulcan вступил в строй в 2013 году и сейчас используется Ливерморской национальной лабораторией для исследований в области биологии, физики плазмы, климатических изменений, молекулярных систем и т.д.
SuperMUC (Германия) — 111 млн долларов
SuperMUC в настоящее время является 14-м по скорости суперкомпьютером в мире. В 2013 году он был 10-м, но развитие технологий не стоит на месте. Тем не менее он в данный момент является вторым по скорости суперкомпьютером в Германии. SuperMUC находится в ведении Лейбницкого суперкомпьютерного центра при Баварской академии наук рядом с Мюнхеном.
Система была создана IBM, работает на оболочке Linux, содержит более 19 000 процессоров Intel и Westmere-EX, а также имеет пиковую производительность чуть более 3 петафлопсов. SuperMUC используется европейскими исследователями в области медицины, астрофизики, квантовой хромодинамики, вычислительной гидродинамики, вычислительной химии, анализа генома и моделирования землетрясений.
Trinity (США) — 174 млн долларов
Можно было бы ожидать, что подобный суперкомпьютер (учитывая то, для чего он строится) должен быть безумно дорогим, но благодаря развитию технологий стало возможным удешевление цены Trinity. Правительство США собирается использовать Trinity для того, чтобы поддерживать эффективность и безопасность ядерного арсенала Америки.
Trinity, который строится в настоящее время, станет совместным проектом Сандийской национальной лаборатории и Лос-Аламосской национальной лаборатории в рамках программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных Национальной администрации по ядерной безопасности.
Sequoia BlueGene/Q (США) — 250 млн долларов
Суперкомпьютер Sequoia класса BlueGene/Q был разработан IBM для Национальной администрации по ядерной безопасности в рамках программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных. Он был запущен в эксплуатацию в июне 2012 года в Ливерморской национальной лаборатории и стал на тот момент самым быстрым суперкомпьютером в мире. Сейчас он занимает третье место в мире по скорости (теоретический пик производительности Sequoia — 20 петафлопсов, или 20 триллионов вычислений в секунду).
Стабильно компьютер работает при 10 петафлопсах. Используется Sequoia для поддержки различных научных приложений, изучения астрономии, энергетики, человеческого генома, изменения климата и разработки ядерного оружия.
ASC Purple и BlueGene/L (США) — 290 млн долларов
Эти два суперкомпьютера работали вместе. Они были построены IBM и установлены в 2005 году в Ливерморской национальной лаборатории. Из эксплуатации они были выведены в 2010 году. На момент создания ASC Purple занимал 66-е место по скорости в списке топ-500 суперкомпьютеров, а BlueGene/L был предыдущим поколением модели BlueGene/Q.
ASC Purple был построен для пятого этапа программы Прогнозного моделирования и вычислительной обработки данных Министерства энергетики США, а также Национальной администрации по ядерной безопасности. Его целью являлась симуляция и замена реальных испытаний оружия массового уничтожения. BlueGene/L использовали для прогнозирования глобального изменения климата.
Sierra и Summit (США) — 325 млн долларов
Nvidia и IBM скоро помогут Америке вернуть лидирующие позиции в области сверхскоростных суперкомпьютерных технологий, научных исследований, а также экономической и национальной безопасности. Оба компьютера будут закончены в 2017 году.
В настоящее время самым быстрым суперкомпьютером в мире является китайский Tianhe-2, который способен достигнуть мощности в 55 петафлопсов, что в два раза больше, чем устройство, находящееся на втором месте в списке. Sierra будет выдавать более чем 100 петафлопсов, в то время как Summit сможет развить 300 петафлопсов.
Sierra, которая будет установлена в Ливерморской национальной лаборатории, будет обеспечивать безопасность и эффективность ядерной программы страны. Summit заменит устаревший суперкомпьютер Titan в национальной лаборатории Oak Ridge и будет предназначаться для тестирования и поддержки научных приложений по всему миру.
Tianhe-2 (Китай) — 390 млн долларов
Китайский Tianhe-2 (что переводится как «Млечный Путь — 2») является самым быстрым суперкомпьютером в мире. Компьютер, разработанный командой из 1300 ученых и инженеров, находится в Национальном суперкомпьютерном центре в Гуанчжоу. Он был построен китайским Оборонным научно-техническим университетом Народно-освободительной армии Китая. Tianhe-2 способен выполнять 33 860 триллионов вычислений в секунду. К примеру, один час расчетов суперкомпьютера эквивалентен 1000 годам работы 1,3 миллиарда человек. Используется машина для моделирования и анализа правительственных систем безопасности.
Earth Simulator (Япония) — 500 млн долларов
«Симулятор Земли» был разработан японским правительством еще в 1997 году. Стоимость проекта составляет 60 млрд иен, или примерно 500 млн долларов. Earth Simulator был завершен в 2002 году для агентства аэрокосмических исследований Японии, Японского научно-исследовательского института по атомной энергии и Японского центра морских и наземных исследований и технологий.
ES был самым быстрым суперкомпьютером в мире с 2002 по 2004 год, а служит он и поныне для работы с глобальными климатическими моделями, для оценки последствий глобального потепления и оценки проблем геофизики коры Земли.
Fujitsu K (Япония) — 1,2 млрд долларов
Самый дорогой в мире суперкомпьютер всего лишь четвертый по скорости в мире (11 петафлопсов). В 2011 году он был самым быстрым суперкомпьютером в мире. Fujitsu K, расположенный в Институте передовых вычислительных технологий RIKEN, примерно в 60 раз быстрее, чем Earth Simulator. На его обслуживание уходит порядка 10 млн долларов в год, а использует суперкомпьютер 9,89 МВт энергии (сколько используют 10 000 загородных домов или один миллион персональных компьютеров).
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
В массовом сознании память до сих пор воспринимается как аналог жесткого диска, только менее точный и надежный. Эта аналогия в корне неверная. Почти по всем параметрам человеческая память принципиально отличается от машинной.
Давайте осуществим их сравнение по нескольким показателям: энергонезависимость, объем памяти, пропускная способность интерфейсов, способ хранения данных, механизмы запоминания и воспроизведения информации, файловая система, необходимость в перерывах на обслуживание, надежность.
Энергонезависимость
Компьютерная память бывает как энергозависимой, так и энергонезависимой. Человеческая память бывает только энергозависимой. Остановка сердца вызывает смерть мозга и потерю данных уже через 6 минут.
Объем памяти
Точно измерить объем долговременной памяти человека крайне трудно, хотя попытки предпринимаются (некоторые расчеты показывают, что она измеряется сотнями терабайт). Скорее всего, наша память соизмерима с возможностями современной вычислительной техники.
Кратковременную (оперативную) память измерить проще. Не гигабайтами, конечно, а по количеству объектов, которые человек способен удержать в памяти без повторения: всего семь, плюс-минус два. Компьютеры в этом плане ушли гораздо дальше.
Что же касается количества одновременно запущенных процессов, то здесь дела еще хуже. В полной мере мы можем сосредоточиться только на одной задаче. Параллельные процессы могут выполняться лишь когда сознательные мыслительные усилия не требуются или требуются по минимуму (курить, слушать музыку, чесать ногу).
Стандарт обмена данными
Внутри компьютера обмен данными происходит в виде электрических сигналов.
В мозге отдельные нейроны тоже оперируют электрическими сигналами, но для передачи данных по синапсам преобразуют их в менее эффективные химические соединения, что ведет к потере тепла и информации.
Пропускная способность интерфейсов
Пропускная способность компьютерных интерфейсов достигает десятков гигабайт в секунду.
Человеческие нейроинтерфейсы измерить сложнее, но по существующим оценкам их возможности скромнее. Органы чувств способны принять до 11 Мбит/с, а вот осознанно человек усваивает не более 40 бит/с. Более того, большую часть времени наш осознанный информационный поток составляет всего 16 бит/с.
Способ хранения данных
Вычислительные устройства хранят информацию на жестком диске или его аналогах. У человека воспоминания предельно атомизированы и фрагментированы по всему мозгу. Память о неприятных эмоциях хранится в миндалевидном теле, графика — в визуальной коре, звук — в слуховой коре и так далее.
Запоминание и воспроизведение информации
Первое: компьютеры воспроизводят информацию в точности так, как записано. Мозг в готовом виде ничего не хранит, он оперирует системой перекрестных ссылок. В момент активации воспоминания создаются специальные белки, с их помощью между нужными участками мозга устанавливаются связи и воспоминание оживает. Самая близкая аналогия — театральная постановка: сценарий каждый раз один и тот же, но могут быть различия в деталях.
Второе: машинная память не зависит от контекста. Мозг же старается запоминать только самое главное (суть) и с привязкой к контексту. Чтобы запомнить и вспомнить, нам нужны ассоциации и желательно та обстановка, которая была на момент события. Это ускоряет доступ к часто используемым данным, но снижает скорость работы с памятью в целом.
Существуют люди с феноменальной памятью, но они либо страдают от когнитивных расстройств, либо натренированы с помощью приемов мнемоники, то есть опять-таки умения использовать контекст.
Файловая система
Электроника точно знает, где что хранится благодаря файловой системе. В мозге же царит бардак. Файловой системы нет, а есть огромная свалка данных с наклеенными на них стикерами контекста: «день рождения», «поцелуй Юли», «укусила собака», «напился и прыгнул в реку, потом вскочил чирей», «впервые увидел игровой автомат». Компьютер обращается к своей памяти с конкретными запросами: кто, что, где, когда. Запрос к мозгу выглядит куда менее формально: «Есть что по теме?»
Перерывы на обслуживание
По одной из теорий сон нужен для консолидации памяти. Во время бодрствования постоянный поток информации ведет к росту синаптической проводимости в мозге, и со временем это делает работу мозга неэффективной. Сон снижает синаптическую проводимость до оптимального уровня.
Компьютеры могут работать дольше, но и им нужны иногда перерывы — например, из-за утечек памяти.
Надежность
В плане надежности обе системы примерно на равных. Вычислительные устройства хранят данные на жестком диске. В случае его неисправности данные пропадают, а компьютер выходит из строя. С другой стороны, содержимое жесткого диска можно продублировать с помощью RAID или настроить бэкапы.
Мозг менее надежный, но более гибкий. Человеческая память сама по себе организована не лучшим образом, а в случае травмы есть вероятность амнезии. Но память иногда возвращается, а человек может сохранить работоспособность и способность к запоминанию даже при очень тяжелых травмах головы и потере значительной части мозга.
Почему память устроена так бестолково?
Компьютеры занимаются только вычислениями и хранением данных. Они под это специально оптимизированы.
Человеческий геном на 98,5% идентичен геному шимпанзе. Мозг тоже проектировался эволюцией в основном под нужды животного. А что нужно животному? Найти еду, убежать от хищника, победить соперника в стае, спариться с самкой. Ничего сложнее, чем групповая иерархия и история взаимоотношений с сородичами обезьяне запоминать не приходится. Поэтому и наш мозг оптимизирован не для размышлений (фокусировка на интеллектуальных задачах требует больших усилий) и запоминания больших объемов данных, а прежде всего для управления телом.
Косвенным свидетельством этого является нынешнее состояние робототехники. Роботы легко справляются со сложными вычислениями, а вот простые движения (поймать мяч, подняться по лестнице) даются им с огромным трудом.
Компьютер не признает «полутонов». В нем всё четко – существует или значение «1», или значение «0»; либо то, либо другое. Сила сигнала идет дискретно – только с одним или же только с другим значением. В мозге, в отличие от компьютера, сигнал способен передаваться ускоренно или плавно, также как может изменяться и чувствительность нейрона, принимающего данный сигнал.
Основной объем памяти в ЭВМ сохраняется в специально для этого предназначенных запоминающих устройствах. В мозге же не существует участков, в которых отдельно хранятся наши воспоминания. В запоминании и распознавании субъектов или каких-либо событий участвуют одни и те же нейроны.
Мозг человека обладает очень большим запасом прочности, что позволяет ему функционировать даже при опасных травмах. Это неудивительно, учитывая, что одновременно в нем обычно задействованы не более 2-3% нервных клеток. Современные компьютеры лишены способности восстанавливаться и работать при серьезных повреждениях, тогда как мозг человека от природы наделен удивительной компенсаторной способностью: при поражении даже обширных его участков работу продолжают выполнять оставшиеся неповрежденными части. Если же в программе компьютера испортить даже несколько бит или всего лишь один транзистор в процессоре – устройство мгновенно потеряет возможность функционирования, иногда даже без возможности восстановления. Мозг же способен выживать и работать, даже если ему перед этим на пять-семь минут перекрыть кислород.
Мозг, в отличие от компьютера, способен сосредотачиваться на важной для него в данный момент времени информации и не принимать во внимание несущественную. Мозг отыскивает информацию не по адресу, как компьютер, а по содержанию. Для компьютера нет никакой связи между адресом, по которому находится информация, и самой сутью этой информации, а для мозга – есть. Мозг человека способен восстанавливать информацию лишь по ее отрывочной части или же извлекать данные вследствие ассоциативного ряда. Человек мыслит, компьютер же просто обрабатывает информацию на основе алгоритмов. Компьютер работает с абстрактными символами, а мозг человека – с образами конкретных объектов. Мозгу человека присущи интуиция и воображение, а еще – желание все время получать новые впечатления, творческая активность, которая тесно связана со сном (во сне упорядочивается полученная извне информация). Компьютеру всё это недоступно. Скрытые возможности мозга поистине безграничны, в отличие от изначально заданных определенным образом системных параметров компьютера.
Читайте также: