Dans cet article, nous allons répondre à la question « Combien de calculs par seconde le cerveau humain peut-il faire? »Nous allons vous expliquer comment le cerveau humain a été comparé aux gros ordinateurs et comment ils ont essayé de dépasser le nombre de calculs par seconde que notre machine cérébrale peut effectuer.
Combien de calculs par seconde le cerveau humain peut-il faire?
Le cerveau humain peut faire un milliard de milliards de calculs par seconde, et ici les comparaisons avec les supercalculateurs actuels se produisent généralement.
La vie est rythme, elle est vitesse. En fait, le premier symptôme que quelque chose ne va pas est lorsque nous percevons que le rythme est en pause: lorsque le cœur bat plus vite ou plus lentement que la normale, lorsque nos membres ne répondent pas aussi rapidement que nous le voulons à nos commandes, lorsque les pensées circulent plus lentement.
Une grande partie de l’horloge interne du rythme de notre vie réside dans l’un des outils les plus rapides que la nature ait construits: le cerveau humain.
Si nous pouvions filmer une seconde de nos vies au ralenti, nous verrions que le cerveau prend ce temps pour devenir en effervescence. En une seconde, chaque neurone se connecte à un autre environ 200 fois, ce qui signifie qu’il enregistre environ 20 000 000 000 000 000 d’informations par seconde (20 billions d’impulsions pleines d’informations). Aussi puissante soit-elle, aucune machine ne peut imiter cette vitesse.
En effet, des scientifiques de l’Institut de technologie d’Okinawa ont tenté de reproduire l’activité d’une seconde de vie cérébrale sur un ordinateur. Il a fallu 83 000 processeurs avec la puissance de calcul la plus élevée possible et 40 minutes de travail pour se rapprocher de l’efficacité d’une seule seconde de nos neurones.
Malgré la vitesse insaisissable à laquelle l’information circule dans notre réseau de neurones, une expérience peut prendre jusqu’à six heures pour se consolider en tant que mémoire à long terme. La mémoire est beaucoup plus lente que la pensée.
Une composante fondamentale de notre expérience consciente, le système nerveux, est encore plus rapide. Les nerfs sont constitués de faisceaux de fibres nerveuses, qui transmettent des potentiels d’action au système nerveux ou du système nerveux aux muscles.
Cependant, toutes les fibres nerveuses ne sont pas les mêmes. Certains ont un diamètre plus grand, et ceux-ci transmettent généralement le potentiel plus rapidement, le potentiel d’action dans les fibres plus épaisses est transmis à la vitesse de 120 mètres par seconde, la vitesse d’une voiture de Formule 1.
Dans les fibres les plus fines, en revanche, la vitesse de transmission est d’un demi-mètre par seconde, celle d’un homme marchant, en termes d’expérience sensible, selon une étude réalisée par la neurologue Mary Potter, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), nous pouvons traiter une image en seulement 13 millisecondes.
La vue est le plus rapide de nos sens, tandis que le goût est le plus lent: il faut 500 millisecondes pour identifier une saveur, car les informations liées à l’odorat et au toucher doivent être liées et liées aux données offertes par les thermorécepteurs (comme dans le cas des aliments épicés).
Que sont les pétaflops?
Un flops est une mesure de la performance de calcul et « peta » signifie 1015. Ainsi, un pétaflops signifie qu’un ordinateur peut effectuer 1 000 000 000 000 000 d’opérations arithmétiques de base par seconde.
Le cortex visuel humain fonctionne à une vitesse d’un pétaflops.
Un pétaflops est une unité utilisée pour mesurer les performances de calcul des opérations à virgule flottante, qui sont les opérations qui nécessitent des opérations arithmétiques avec des nombres réels extrêmement grands et petits.
L’acronyme pour exprimer des opérations en virgule flottante par seconde est FLOPS (Floating poitn operations per seconds).
Les opérations dans lesquelles des unités supérieures à un FLOPS sont utilisées sont exprimées dans le Système international d’unités par des préfixes tels que mega, giga, tera. Plus précisément, un pétaflops est 1015, bien qu’il existe des unités plus grandes portant toutes des noms de bonbons (zettaflops 1021 ou yottaflops 1024).
Supercalculateurs tels que le Chinois Tianhe 1A (2.5 peta) ou Blue Waters, développé par l’Université d’Illiniois, peut avoir une performance maximale de 10 pétaflops et une performance soutenue d’un pétaflops, donc en principe, le potentiel de calcul nécessaire pour simuler les processus cérébraux.
Un supercalculateur prend 40 minutes pour simuler une seconde d’activité cérébrale
Simuler le cerveau humain est si compliqué que même l’un des supercalculateurs les plus puissants de la planète pourrait à peine le faire après avoir traité des données pendant quarante minutes, avec un résultat équivalent à une seule seconde d’activité cérébrale.
Le supercalculateur en question est le Fujitsu K, une « ancienne première » sur la liste TOP500, et la tâche a nécessité près de 83 000 processeurs.
Le silicium a fait des progrès spectaculaires ces dernières années, mais de divers points de vue, le meilleur ordinateur est encore entre nos oreilles, d’où l’énorme intérêt associé à l’étude de son fonctionnement.
Bien que les experts sachent déjà faire face à un projet de simulation cérébrale, la vérité est que la puissance de traitement pour le faire n’est pas disponible, un fait frappant si l’on considère qu’il existe des superordinateurs qui ont déjà pour objectif de franchir la barrière des cent pétaflops. Prenons par exemple le supercalculateur K, créé par Fujitsu.
À l’époque, K a pris la première place du TOP500, et grâce à ses dix pétaflops, il reste toujours à la quatrième place.
Cependant, face à ce projet de simulation, le supercalculateur K a à peine réussi à reproduire l’équivalent d’une seconde d’activité cérébrale after après avoir mâché des chiffres pendant quarante minutes.
Selon les chercheurs qui ont participé à la simulation, un total de 82 944 processeurs avec K à leur disposition ont été utilisés pour créer un réseau de 1 730 millions de cellules nerveuses, connectées à 10,73 milliards (nos milliards) de synapses.
La simulation, basée sur le logiciel open source NEST, disposait d’environ un pétaoctet de RAM. Nous parlons de ressources matérielles effrayantes par rapport aux systèmes personnels, mais malgré ces chiffres, la simulation ne représentait que 1% du réseau neuronal du cerveau humain.
Les chercheurs ont clairement indiqué que l’objectif principal n’était pas de découvrir de nouvelles informations sur l’activité cérébrale, mais se sont plutôt tournés vers ce modèle pour tester à la fois les capacités de l’environnement de simulation et du supercalculateur K.
Si nous obéissons aux nombres de manière linéaire, il faudrait cent K systèmes pour correspondre au réseau neuronal du cerveau humain, et pourtant il y aurait beaucoup d’inexactitudes à corriger. Après tout, les connexions de synapse étaient aléatoires.
Alors, combien de calculs par seconde le cerveau humain peut-il faire?
Les êtres humains fantasment souvent sur l’amélioration de nos facultés mentales, ce qui n’est pas faux. Cependant, nous prêtons rarement attention à la fabuleuse physionomie humaine et à son fonctionnement, et nous manquons donc une occasion de remercier pour ce que nous avons.
Notre cerveau a des milliards de neurones qui envoient des messages à travers les synapses une ou deux fois par seconde, ce qui s’ajoute à toute autre activité cérébrale; chaque seconde de notre vie, les synapses du cerveau sont activées plus de 18 billions de fois, et cela lorsqu’elles fonctionnent dans le spectre le plus bas de leur capacité.
Les chiffres sont si impressionnants qu’il peut être difficile d’imaginer, mais ce qui est encore plus choquant, c’est de penser que notre cerveau compte 85 milliards de neurones, qui envoient des signaux électriques appelés synapses à une vitesse telle que chaque seconde entre les deux. 18 et 640 milliards de signaux traversant notre cerveau.
Mettons ces données en perspective, en faisant une comparaison avec un supercalculateur japonais qui jusqu’en 2011 était le plus rapide du monde et qui occupe actuellement l’étape numéro 7.
Cette machine a réalisé une simulation en 2013 pour imiter l’activité du cerveau humain, dans laquelle ses 83 mille processeurs ont simulé 1,73 milliard de neurones virtuels, reliés par 10,4 milliards de synapses, ce qui, bien que cela semble beaucoup, ne représente que 1% d’un cerveau humain.
Étonnamment, la machine a réussi à simuler l’équivalent de 1 seconde d’activité cérébrale humaine; le seul détail est qu’il lui a fallu non pas 1 seconde mais 40 minutes pour l’obtenir.
Malgré cela, les experts impliqués estiment que c’est un signe positif à l’avenir, il sera possible de faire des simulations de la capacité totale du cerveau humain.
Donc, la prochaine fois que vous pensez que votre cerveau devrait être plus rapide, prenez un moment pour réfléchir à l’émerveillement qu’il est déjà et soyez reconnaissants pour cela.
FAQ: Combien de calculs par seconde le cerveau humain peut-il faire?
Combien d’opérations le cerveau humain peut-il effectuer?
On estime que notre cerveau est capable d’effectuer environ 10 000 billions de calculs par seconde, et des comparaisons avec les supercalculateurs actuels se produisent généralement ici.
Quelle est la puissance de calcul du cerveau humain?
Le cerveau consomme environ 20 W d’énergie, alors que les supercalculateurs peuvent utiliser jusqu’à 1 MW ou de l’ordre de 100 000 de plus (note: la limite de Landauer est de 3,5×1020 op/sec/ watt à température ambiante).
En termes de mémoire, par exemple, diverses études fixent depuis des années la mémoire du cerveau entre dix et cent téraoctets.
Combien d’informations le cerveau peut-il prendre en une journée?
Le cerveau humain a un billion de neurones, et chacun forme mille connexions avec les autres, de sorte qu’ils peuvent travailler sur plusieurs souvenirs en même temps. Si nous mesurons la capacité de notre cerveau, nous pourrions dire qu’elle est proche de 2,5 pétaoctets (un million de gigaoctets).
Combien de calculs par seconde un ordinateur normal peut-il faire?
Selon la qualité de l’ordinateur, plus il est moderne, plus il est rapide, c’est-à-dire qu’un ordinateur de bureau est capable de 100 millions d’opérations ppr par seconde, certaines atteignent entre 150 et 200 millions d’opérations par seconde.
Votre cerveau est-il plus puissant qu’un ordinateur ?
Un ordinateur typique fonctionne avec environ 100 watts de puissance. Un cerveau humain, en revanche, nécessite environ 10 watts. C’est vrai, votre cerveau est dix fois plus économe en énergie qu’un ordinateur.
Dans cet article, nous avons répondu à la question « Combien de calculs par seconde le cerveau humain peut-il faire? »Nous vous avons expliqué comment le cerveau humain a été comparé aux gros ordinateurs et comment ils ont essayé de dépasser le nombre de calculs par seconde que notre cerveau-machine peut effectuer.
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