拟态计算机

拟态计算机是一种按照拟态计算原理构建的新型计算机^[1]。这种计算机的特点是在任务处理的全过程中，计算、存储、互联等物理执行结构会随着效能要求的变化而动态调整，从而实现高效的计算。^[2][3]

拟态计算机的设计灵感源于自然界的拟态章鱼，这是一种能够在环境中模拟其他生物外观和行为的神奇物种。受到这一现象的启发，中国的科学家们提出了拟态计算的新理论，并成功研制出了世界上第一台结构动态可变的拟态计算机。2013年9月21日，该项目在上海通过了国家863计划项目的验收。

拟态计算机的工作原理是通过感知自变量来选择或生成最佳的解算结构集合，以实现高效能计算。这种计算结构的动态变化是由具有感知和认知能力的可逆元结构变形或派生子结构或子结构集合的方式来实现的，被称为拟态变换。此外，拟态计算机还提出了“拟态安全”的新概念，通过主动跳变或迁移计算或处理结构的功能等价条件，实现了拟态环境，提高了计算机系统的安全性。

拟态计算机的性能显著，测试显示，其典型应用的能效比传统计算机提升了十几倍至几百倍。然而，由于其结构动态可变的特点，拟态计算机在实际应用前仍需解决一系列的理论和工程技术问题。

拟态计算机的研发由中国工程院院士邬江兴教授领导的科研团队完成。他们提出的拟态计算理论以及相应的主动认知可重构体系结构，使得拟态计算机成为一种全新的计算机体系结构表达方式。

拟态计算机的成功研制不仅是中国高效能计算机体系结构的一次重大突破，也是中国主动防御体系研究的重要创新。它的出现有望打破中国在核心电子器材、高端通用芯片、基础软件产品等领域长期依赖国外的局面，具有重要的战略意义。

拟态计算机与现有计算机体系结构有着显著的不同。相比传统的通用计算机，拟态计算机的硬件执行体物理结构在应用处理的全过程中会发生动态变化，而不是保持不变。这使得拟态计算机能够更有效地处理各种应用问题。同时，拟态计算机也不同于虚拟计算，后者只是逻辑结构的变换，而拟态计算机则是物理和逻辑结构的同时变换。此外，拟态计算也不局限于器件、组件或部件级别的物理重构，而是涉及到系统级别的物理重构，因此需要发展新的全域全维可重构理论和技术。