中国工程院院士邬江兴带领团队历时6年潜心研究，提出了一种基于拟态计算的主动认知可重构体系结构，并研制出世界上第一台拟态计算机。9月21日，这项名为“新概念高效能计算机体系结构及系统研究开发”项目在上海通过了国家863计划项目验收专家组的验收。专家们认为，这意味着由中国科学家首先提出的拟态计算机技术成为现实，可能为全球高性能计算机的发展开辟新方向。
　　灵感来自拟态章鱼
　　拟态章鱼是自然界最奇妙的伪装大师，它可以通过扭曲身体和触手，来模仿至少十五种动物的外表和行为，包括海蛇、比目鱼、巨蟹、海贝、水母、海葵等等。
　　拟态计算机的研发就是从伪装高手身上得到灵感，邬江兴院士由此提出了未来计算机发展的新思路：计算机可以仿照拟态章鱼，做到灵活自如地动态改变架构，以此合理分配资源，让计算机系统实现真正的高效能运算。
　　500多人的研发团队通过原创性研究，融合了仿生学、认知科学和现代信息技术，发明了结构动态可变的第一台拟态计算机。


　　此次拟态计算机与“天河二号”“曙光”都是我国研发的超级计算机，它们都是由数百数千甚至数万的处理器（机）组成的，它们能完成普通PC机不能完成的复杂难题，且运算速度非常快。如果把普通计算机的运算速度比作成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。
　　突破传统计算机的“通用模式”
　　黑色高大的计算机墙是拟态计算的主体部分，乍一看上去根本就不起眼，其运行效能比普通计算机高几十甚至几百倍。拟态计算机研究组成员曹伟说，“比如说基于1500万帧的图形库，如果用IBM一台服务器做下来的话，它的性能是每秒钟十几到二十几帧的速度，我们如果用在可变结构的拟态计算机里面，那么它的性能可以提高80倍。从效能上来讲，可以提高将近300倍。”
　　传统计算机使用的60多年来，计算机一直受制于冯·诺依曼设计的以运算器、控制器、存储器和输入输出设备几大件组成的“经典结构”。这种传统计算机的好处是通用，也就是无论什么工作它都能处理；而缺陷也恰恰如此，对于用户来说，平时不管办公、上网或是打游戏都在一个平台上进行，通俗地说，“就是一台计算机什么任务都能做，可什么任务都做不精”。
　　为了寻求高效、精准的模式，科学家们一直在寻求打破传统的“通用模式”。项目带头人邬江兴院士介绍，“普遍使用的计算机，只有一种运算结构。其特性“结构固定不变、靠软件编程计算”，而拟态计算机的特性是“动态结构、软硬件结合计算”。这样一来，针对计算机用户不同的应用需求，拟态计算机可以通过改变自身结构来提高效能。
　　按需供给，动态配置
　　在所有计算机发展道路上，科学家苦苦探求的平衡点就是怎样做到低能耗又能达到高效能。
　　一方面，就目前世界上TOP500排行榜上的超级计算机，提高运行速度的手段主要靠增加“核”，而一般很少有让几百万个核同时运转，这使得绝大部分计算机的应用使用效率不到10%。
　　另一个方面，想要提高运算性能，高能耗也成了不能承受之重。世界上运算速度最快的超级计算机，由我国自主研发的“天河二号”，每小时耗电17.8兆瓦，相当于发达地区三线城市全市一小时的照明用电，每天光在电量上的花费就达40万元。这样一年下来，电费高达1.5亿元。
　　传统的计算机运转效率低且高能耗，而拟态计算机则可以“按需供给”，做到不浪费资源。比如传统计算机就像十个人组成的队伍，无论大小任务都被派出去工作，费力又效率低；拟态计算机，就是当任务只需要一个人去做，那么其他九个人可以去做别的事情，既不浪费资源又能提高效率。
　　当所有的计算能力都用在“刀刃”上，整个系统能耗就大大降低了。可以把拟态计算机看成一个由100台服务器组成的数据中心，其中40台用于处理和电子邮件相关的指令，60台用于提供视频点播服务。在传统的计算架构下，这种任务分派是一成不变的；但在新的架构下，如果视频服务过于集中，60台服务器应接不暇，那么原本为邮件服务待命的40台服务器，可以增援去帮助视频点播服务。这样一来，计算机资源的可持续利用率提高，而且让每个使用者都能享受优质服务。邬江兴院士形容道，“拟态计算机后台时犹如变形金刚，在碰到A问题时，就变成一个适合A的解算结构，在碰到B问题时，再转换为适合B的解算结构。”
　　借助拟态计算机结构动态可变的思想，原理验证样机已经可以实现图像识别、口令恢复、Web服务等多个应用。此外，团队还提出了“拟态安全”的新概念，和拟态章鱼“多变”的特点一样，可大大提高计算机系统的安全性，降低病毒和木马的危害性。比如拿章鱼用八个爪子抓蛇，如果用八个爪子一起去抓毒蛇，八个爪子都易受伤，那就必死无疑，而用一个爪子，受伤的话，还有七个完好的爪子，降低了死亡风险度。