Адвайт Мадхаван из Национального института стандартов и технологий (NIST) отмечает, что человеческий мозг представляет собой одно из наиболее энергоэффективных устройств на планете. Его вычислительные возможности включают триллион операций в секунду при потреблении всего 20 ватт энергии.
Хотя мозг является энергозатратным органом, составляющим всего 2% массы тела, он потребляет около 20% всей энергии организма. Суточное потребление энергии человеком составляет примерно 2700 килокалорий, из которых на мозг приходится около 340 килокалорий, что эквивалентно 0,4 киловатт-часа. Это количество энергии достаточно для функционирования старой 60-ваттной лампы в течение шести с половиной часов или потребления трёх бананов.
Для сравнения, суперкомпьютер Oak Ridge National Laboratory Frontier, один из самых мощных в мире, потребляет в миллион раз больше энергии, чем мозг. Для достижения уровня экзафлопных вычислений ему требуется 20 мегаватт. Это эквивалентно потреблению энергии трёх миллионов бананов или 207 тонн угля в день, что приводит к выбросу 340 тонн углекислого газа, 120 тысяч литров нефти или 84 миллионов литров природного газа.
Эти данные подчёркивают необходимость более эффективного использования энергетических ресурсов. С развитием компьютерных технологий и искусственного интеллекта потребность в энергоресурсах возрастает, что становится актуальной проблемой.
Существует распространённое заблуждение о том, что человек использует лишь 10% своего мозга. Это не соответствует действительности. Хотя мозг работает не на полную мощность, он не задействует все нейроны одновременно. В мозге насчитывается около 100 миллиардов нейронов, которые избирательно используются для выполнения различных задач.
При потреблении всего нескольких десятков ватт энергии мозг способен поддерживать функционирование всего организма. Он способен вести внутренний диалог, формировать когнитивные образы, распознавать объекты, выполнять сложные вычислительные операции и принимать решения — все эти процессы осуществляются за миллисекунды.
Эта невероятная эффективность стимулирует учёных к разработке искусственных систем, способных воспроизвести подобные функции. Однако на данный момент их достижения остаются ограниченными. Это связано с уникальной сложной структурой мозга, которую трудно воспроизвести в искусственных системах.