Apesar de incríveis, os computadores ainda estão longe de se equiparar à máquina de 16.800 GHz que carregamos dentro de nossas cabeças.
É comum compararmos o computador com o cérebro humano e vice-versa. E parece que essas analogias ficaram mais sérias depois de 1997, quando o computador IBM Deep Blue venceu o campeão mundial de xadrez Garry Kasparov em uma partida de seis jogos, sendo que três delas resultaram em empate.
Apesar de o computador ser uma invenção do cérebro, é indiscutível que, em certos contextos, a invenção superou o inventor. Hoje, PCs são capazes de fazer cálculos e de trabalhar para nós a uma velocidade assombrosa, sem queda de produtividade ou ameaça de tédio. Porém, ao mesmo tempo, esses “cérebros” não são tão potentes ou inteligentes como aqueles que carregamos em nossas caixas cranianas.
Por isso, preparamos uma comparação entre o computador e o cérebro humano, com dados que poderão dar uma noção melhor de como eles se parecem ou diferem um do outro e de quão longe estamos de construir máquinas tão complexas. Confira!
Parabéns! Você já tem uma CPU de 16,8 mil GHz
A velocidade de processamento do cérebro humano não pode ser medida da mesma forma como fazemos com as CPUs usadas em nossos computadores. Porém, é possível estimar esse valor com base no funcionamento da retina, o tecido nervoso do olho responsável, literalmente, pela visão que temos do mundo.
De acordo com o conhecimento atual da estrutura e funcionamento da retina humana, cientistas estabeleceram que ela é capaz de processar o equivalente a 10 imagens de 1 milhão de pontos por segundo. E ao comparar o volume dessa parte do olho com o do cérebro humano, pesquisadores chegaram à conclusão de que o cérebro possui 100 milhões de MIPS (Milhões de Instruções Computacionais por Segundo).
Mas o que isso significa na prática? Bem, para ter uma ideia do tamanho da capacidade de processamento do cérebro, basta lembrar que o Deep Blue, computador da IBM citado anteriormente, possuía apenas 3 milhões de MIPS. E, de acordo com o artigo de Hans Moravec, uma CPU Pentium de 700 MHz era capaz de executar 4,2 mil MIPS. Sendo assim, seriam necessárias 24 mil unidades dessa CPU para chegar aos 100 milhões de MIPS do cérebro humano, o que equivaleria a um clock conjunto de 16,8 milhões MHz ou 16,8 mil GHz.
E que tal uma comparação mais atual? O processador Intel Core i7 Extreme Edition 3960X, por exemplo, possui 177.730 MIPS e opera com clock de 3,33 GHz. Dessa forma, precisaríamos de 564 CPUs dessas para alcançar a velocidade do cérebro.
É claro que, apesar de essas serem informações curiosas, não se pode, simplesmente, comparar o cérebro humano com um processador. É fácil perceber que a “arquitetura” do nosso órgão é muito mais complexa do que a de uma CPU e que ele trata as tarefas de forma diferente, como se tivesse milhares de núcleos à sua disposição.
Armazenamento: 100 milhões de megabytes
HDs de 3 TB não são nada comparados aos 2,5 petabytes do cérebro humano (Fonte da imagem: Wikimedia Commons)
Nos PCs de hoje é comum encontrarmos discos rígidos com capacidade de armazenar 300 ou 500 GB de dados. Porém, aqueles que costumam baixar muito conteúdo da internet acabam apelando para unidades externas com 1 TB de espaço em disco, sendo que modelos de até 3 TB já foram lançados.
Mas qual seria o espaço disponível para o armazenamento de informações em nosso cérebro? Afinal, se passamos anos de nossas vidas aprendendo coisas novas na escola e no dia a dia, será que a nossa “memória interna” nunca se esgota?
De acordo com Robert Birge, da Universidade de Siracusa, o cérebro humano é capaz de guardar de 1 a 10 TB de informações, sendo que 3 TB seria a média mais comum. Essa estimativa foi realizada em 1996 e usou como base a contagem de neurônios, assumindo que cada um deles fosse capaz de armazenar 1 bit.
Desde então, mais de uma década de estudos se passou e a resposta mudou. De acordo com a resposta do professor de psicologia Paul Reber para a revista Scientific American, apesar de o nosso cérebro possuir, provavelmente, um limite de armazenamento, ele é grande o suficiente para não termos que nos preocupar com ele.
O cérebro humano possui cerca de 1 bilhão de neurônios. Cada um desses neurônios forma, pelo menos, mil conexões com outros neurônios, totalizando mais de 1 trilhão de conexões. Se cada um desses neurônios pudesse armazenar apenas uma memória ou informação, teríamos problema de “espaço em disco”. Mas como os neurônios se combinam, cada um pode armazenar muitos dados ao mesmo tempo, aumentando a capacidade de armazenamento do cérebro humano para cerca de 2,5 petabytes (1 milhão de gigabytes).
Isso significa que, se o seu cérebro fosse capaz de gravar programas de TV, por exemplo, ele poderia armazenar 3 milhões de horas de vídeos, e a televisão teria que ficar ligada, ininterruptamente, por 300 anos para encher todo o espaço livre. Parece o suficiente, não?
O computador é burro, mas trabalha bem
O computador não é nada inteligente. Por mais veloz que seja, ele está limitado a executar apenas a tarefa para a qual foi programado. Essa, porém, é uma daquelas desvantagens que também têm o seu lado bom.
Ao mesmo tempo em que está limitada ao algoritmo que deve ser executado, a máquina pode realizar a mesma tarefas por horas a fio e a uma velocidade constante, sem que se chateie ou entre em questionamentos filosóficos sobre a vida, o universo e tudo o mais.
Cooler do tamanho de uma cidade
A entrada e a saída de um microprocessador precisam ser multiplexadas. Isso significa que a CPU deve ser capaz de receber dados de diversos canais e processá-los simultaneamente. Dessa forma, o computador é capaz de dividir o seu tempo com os inúmeros dispositivos anexados a ele, como câmera, cartão de memória, alto-falantes e impressora.
Fonte da imagem: Reprodução/NVIDIA Power of Future
Se o cérebro humano funcionasse dessa forma, você poderia fazer apenas uma tarefa por vez: teria que olhar para uma paisagem e só depois pensar sobre ela, por exemplo. Mas felizmente o cérebro funciona de maneira semelhante à computação paralela, sendo que os neurônios fazem o papel de microprocessadores que trabalham em conjunto. E diferentemente de um sistema computacional comum, o cérebro possui um baixo consumo de energia e dispensa sistemas de refrigeração.
De acordo com o livro The Human Mind, se fosse possível construir um computador tão complexo como o cérebro humano, seria necessário construir uma usina elétrica exclusiva e capaz de fornecer megawatts de energia. Além disso, a máquina exigiria que o dissipador de calor fosse do tamanho de uma cidade.
Com base nas comparações acima é possível perceber que estamos longe de desenvolver computadores que cheguem perto do poder do cérebro humano. Entretanto, isso ainda não é motivo para desanimar. Afinal, pode ser que com os avanços da nanotecnologia, inteligência artificial e dos computadores com DNA os pesquisadores possam quebrar barreiras do modelo computacional atual. E pode ter certeza que, quando isso acontecer, o Tecmundo estará pronto para noticiar!
Parabéns! Você já tem uma CPU de 16,8 mil GHz
A velocidade de processamento do cérebro humano não pode ser medida da mesma forma como fazemos com as CPUs usadas em nossos computadores. Porém, é possível estimar esse valor com base no funcionamento da retina, o tecido nervoso do olho responsável, literalmente, pela visão que temos do mundo.
De acordo com o conhecimento atual da estrutura e funcionamento da retina humana, cientistas estabeleceram que ela é capaz de processar o equivalente a 10 imagens de 1 milhão de pontos por segundo. E ao comparar o volume dessa parte do olho com o do cérebro humano, pesquisadores chegaram à conclusão de que o cérebro possui 100 milhões de MIPS (Milhões de Instruções Computacionais por Segundo).
Mas o que isso significa na prática? Bem, para ter uma ideia do tamanho da capacidade de processamento do cérebro, basta lembrar que o Deep Blue, computador da IBM citado anteriormente, possuía apenas 3 milhões de MIPS. E, de acordo com o artigo de Hans Moravec, uma CPU Pentium de 700 MHz era capaz de executar 4,2 mil MIPS. Sendo assim, seriam necessárias 24 mil unidades dessa CPU para chegar aos 100 milhões de MIPS do cérebro humano, o que equivaleria a um clock conjunto de 16,8 milhões MHz ou 16,8 mil GHz.
E que tal uma comparação mais atual? O processador Intel Core i7 Extreme Edition 3960X, por exemplo, possui 177.730 MIPS e opera com clock de 3,33 GHz. Dessa forma, precisaríamos de 564 CPUs dessas para alcançar a velocidade do cérebro.
É claro que, apesar de essas serem informações curiosas, não se pode, simplesmente, comparar o cérebro humano com um processador. É fácil perceber que a “arquitetura” do nosso órgão é muito mais complexa do que a de uma CPU e que ele trata as tarefas de forma diferente, como se tivesse milhares de núcleos à sua disposição.
Armazenamento: 100 milhões de megabytes
HDs de 3 TB não são nada comparados aos 2,5 petabytes do cérebro humano (Fonte da imagem: Wikimedia Commons)
Nos PCs de hoje é comum encontrarmos discos rígidos com capacidade de armazenar 300 ou 500 GB de dados. Porém, aqueles que costumam baixar muito conteúdo da internet acabam apelando para unidades externas com 1 TB de espaço em disco, sendo que modelos de até 3 TB já foram lançados.
Mas qual seria o espaço disponível para o armazenamento de informações em nosso cérebro? Afinal, se passamos anos de nossas vidas aprendendo coisas novas na escola e no dia a dia, será que a nossa “memória interna” nunca se esgota?
De acordo com Robert Birge, da Universidade de Siracusa, o cérebro humano é capaz de guardar de 1 a 10 TB de informações, sendo que 3 TB seria a média mais comum. Essa estimativa foi realizada em 1996 e usou como base a contagem de neurônios, assumindo que cada um deles fosse capaz de armazenar 1 bit.
Desde então, mais de uma década de estudos se passou e a resposta mudou. De acordo com a resposta do professor de psicologia Paul Reber para a revista Scientific American, apesar de o nosso cérebro possuir, provavelmente, um limite de armazenamento, ele é grande o suficiente para não termos que nos preocupar com ele.
O cérebro humano possui cerca de 1 bilhão de neurônios. Cada um desses neurônios forma, pelo menos, mil conexões com outros neurônios, totalizando mais de 1 trilhão de conexões. Se cada um desses neurônios pudesse armazenar apenas uma memória ou informação, teríamos problema de “espaço em disco”. Mas como os neurônios se combinam, cada um pode armazenar muitos dados ao mesmo tempo, aumentando a capacidade de armazenamento do cérebro humano para cerca de 2,5 petabytes (1 milhão de gigabytes).
Isso significa que, se o seu cérebro fosse capaz de gravar programas de TV, por exemplo, ele poderia armazenar 3 milhões de horas de vídeos, e a televisão teria que ficar ligada, ininterruptamente, por 300 anos para encher todo o espaço livre. Parece o suficiente, não?
O computador é burro, mas trabalha bem
O computador não é nada inteligente. Por mais veloz que seja, ele está limitado a executar apenas a tarefa para a qual foi programado. Essa, porém, é uma daquelas desvantagens que também têm o seu lado bom.
Ao mesmo tempo em que está limitada ao algoritmo que deve ser executado, a máquina pode realizar a mesma tarefas por horas a fio e a uma velocidade constante, sem que se chateie ou entre em questionamentos filosóficos sobre a vida, o universo e tudo o mais.
Cooler do tamanho de uma cidade
A entrada e a saída de um microprocessador precisam ser multiplexadas. Isso significa que a CPU deve ser capaz de receber dados de diversos canais e processá-los simultaneamente. Dessa forma, o computador é capaz de dividir o seu tempo com os inúmeros dispositivos anexados a ele, como câmera, cartão de memória, alto-falantes e impressora.
Se o cérebro humano funcionasse dessa forma, você poderia fazer apenas uma tarefa por vez: teria que olhar para uma paisagem e só depois pensar sobre ela, por exemplo. Mas felizmente o cérebro funciona de maneira semelhante à computação paralela, sendo que os neurônios fazem o papel de microprocessadores que trabalham em conjunto. E diferentemente de um sistema computacional comum, o cérebro possui um baixo consumo de energia e dispensa sistemas de refrigeração.
De acordo com o livro The Human Mind, se fosse possível construir um computador tão complexo como o cérebro humano, seria necessário construir uma usina elétrica exclusiva e capaz de fornecer megawatts de energia. Além disso, a máquina exigiria que o dissipador de calor fosse do tamanho de uma cidade.
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Com base nas comparações acima é possível perceber que estamos longe de desenvolver computadores que cheguem perto do poder do cérebro humano. Entretanto, isso ainda não é motivo para desanimar. Afinal, pode ser que com os avanços da nanotecnologia, inteligência artificial e dos computadores com DNA os pesquisadores possam quebrar barreiras do modelo computacional atual. E pode ter certeza que, quando isso acontecer, o Tecmundo estará pronto para noticiar!
Por Felipe Arruda
Leia mais em: http://www.tecmundo.com.br/ciencia/16846-cerebro-humano-x-pc-como-eles-se-comparam-.htm#ixzz2AlLZ7Fe0
Por Felipe Arruda
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