大腦和 CPU，哪個耗能大？

12-31

我們假設大腦和處理器乾的活沒區別，在滿負荷下，兩者的能量消耗差別有多大？假設某天我們可以用碳水化合物來給計算機供能，那麼一台普通家用電腦和一個程序員，誰會吃得多一些？
ps. 這個問題不是要得出一個準確的答案，只是開個腦洞，什麼酷睿i7根本不是我要問的

時隔一年，回過頭來更新。

Intel Core M系列的熱設計功耗已經達到4.5 w（ARK | Intel? CoreM-5Y71 Processor (4M Cache, up to 2.90 GHz），將近是原答案對比的酷睿i7 4960x的功耗的三十分之一，也即是人腦的四分之一。當然，Core M和i7 4960x在性能上有相當的差距，但也讓人由衷感嘆科技和工藝的進展。

-------------------------------- 原答案分割線 -------------------------------------

結果當然是CPU耗電大，當下再黑的科技也很難和複雜如人的生命體比。

1. 大腦一天消耗的能量是多少？

一般認為，大腦消耗的能量占人體每天消耗的卡路里的20%。[1] 而正常人日均消耗卡路里2000大卡（Kcal），那麼大腦一天消耗的能量是：

2000 Kcal × 20% = 400 Kcal = 1,673,600 J （大概是6兩白米飯的熱量）

換算成功率（1 w = 1 J/s，一天86,400 s），則為19.37 w，我們不妨說20 w好了。

一般開掛的同學大腦耗能可以達到25+%，那麼開掛（滿負荷）後功率可達24+ w。

2. CPU（酷睿i7 4960x）一天的耗電量是多少？

該型號CPU的工作功率為130 w。[2] 滿負荷一天消耗的能量是：

130 w × (24 × 60 × 60) s = 11,232,000 J （大概是40兩白米飯的熱量）

結果是人腦耗能的近7倍。這只是計算了CPU，還沒有計算PC其他部件。

所以，結論是和人腦相比，機腦耗能大得多，機佬是吃貨無疑。

歡迎批評指正！

參考資料：

[1] Swaminathan, Nikhil (29 April 2008). "Why Does the Brain Need So Much Power?". Scientific American. Scientific American, a Division of Nature America, Inc. Retrieved 19 November 2010.

[2] Intel 酷睿i7 4960X參數、功能、性能_Intel Core i7 4960XCPU配置

拓展閱讀：

用電路模擬人腦需要多少材料和能量？ - How Much Power Does The Human Brain Require To Operate?

一台i7 4960x PC 功率最低也要200W(連顯卡都省了)，大腦才二十W.

題主對功耗數量級有個概念就行了，沒必要糾結。

真正認真起來，第一個假設就是錯的，其他都沒意義。

等CPU至少能把硬碟的功能整合進來再來跟人腦比吧，大腦可是把緩存、內存和硬碟都放到一起了。

整合完畢後就可以開始比一比對抽象概念的理解和演化，對新學科的開創和推演之類的涉及「靈魂」的東西了。

再來就是對複雜系統的操縱和控制，不說激素、體液，光肌肉運動系統的操縱和控制就涉及全身上下400多塊肌肉的整合，協調，先比比簡單的雙足站立平衡吧^_^

其實根本沒必要比啊，就跟《國富論》說的一樣，專業做某件事情的人，生產效率是不專業人的1000倍以上。人況且如此，專門做某事的機器更甚。

人腦明明是一個通用的可編程CPU，每天都在改自己的結構，剛生下來的時候除了生存必須的吃喝拉撒之外，根本就沒有專用的指令集好嗎？

人腦的強大，恰恰在於不管你出現什麼環境，什麼樣的外部條件，我都能在短時間訓練之後，趨利避害，讓自己活下來，活下來才是人腦進化的最終目的，根本就不是為了降低功率。

大腦的功耗大約在10-25w左右，i7 4960x的滿負載功耗在110w左右。

醫學生一枚。除非在病理情況（比如得了腦膜炎在發熱）下，大腦幾乎是恆定功率的，數字跟第一名回答的差不多，20W，大概是一台筆記本的功率。題主應該說中樞，不應該說大腦。至於效率，人類思維不可以量化，無法比較。可以肯定的是，不是機器的運行方式，存儲機制也不相同，很抽象，有點玄。

另外，說大腦在夜晚時在休息是個偽命題，高位中樞仍然在處理低位中樞（中腦、延髓、小腦、脊髓等）的反饋信息，低位中樞處理呼吸、反射、肌張力還有內分泌等。另外各大感受器也在源源不斷傳入信息，比如皮膚的觸覺溫覺，體毛的變化（比如感受皮膚上的蜘蛛）、前庭蝸器感受聲音和位置加速度變化、眼感光，通通需要處理並做出應答。欣悅和喚醒太複雜了，不會，無法作答。

答不切題，望海涵。感興趣者請學習神經解剖學和神經生物學，相信能發現新大陸。如今已到臨床，基礎醫學理論已不甚明晰，錯誤之處請指出。

想那麼多幹嘛，一日三餐吃飽了躺沙發的人類並沒有運行一天下A.v的電腦有價值。

沒想到有這樣的問題。這問題我來～（人群中鑽出一個光頭……什麼鬼）

cpu的功率就不說了，沒啥好說的。

說說大腦的功率吧。靜息狀態下成年人的代謝率是2000kcal每天，腦血流量占心搏量的1/5，也就是大約消耗400kcal每天，換算來是1675kj。每秒鐘19.4j，也就是19.4瓦的功率。

比cpu高到不知道哪裡去了。

而且即使人腦全負荷運轉，代謝率卻並不增加。

問題是……和計算機相比，你根本不知道大腦在算什麼。

即使是你全神貫注地做數學題，你也可能時不時地思考晚飯應該吃什麼，或者，

鄰座的女生是否漂亮。

相反，計算機的任務單一，消耗的能量確實全部用在了程序上。

首先我承認第一名的計算很有道理，但忽視了幾點。

1.如果單從數據運算這項工作，程序員的處理速度跟酷睿i7 4960的處理速度根本不是一個數量級的，所以前提假設有有誤了，沒有可比性嘛。打個比喻，如果酷睿i7 4960滿負荷工作比喻成一個成年壯漢搬起70、80公斤的重物，那麼程序員滿負荷工作只能算是5歲小孩搬起一本牛津英漢詞典已經很不錯了，壯漢吃的多還是小孩吃得多就顯而易見了。

2.從人(chi)文(huo)角度來看，人體大腦的是和人體其他器官協同工作的，單算大腦的功耗是藐視了整體與部分有機聯繫的哲學基本認識的。具體表現在「午飯要加雞腿」「不吃東西腦子轉不動」等癥狀。然後接下來算功耗就看每個人的不同了，吃貨功耗總體較高....

會被摺疊嗎.........

干同樣的活兒也要分什麼活，數值計算和模式計算兩者的差別太大，功率根本不足以彌補計算方式造成的差距。讓你算個N位數的乘法，功率20W的大腦算幾天也算不出來，同樣瓦數的CPU才要多少毫秒。開車過程中的各種行為你的大腦基本輕鬆解決，谷歌的無人駕駛系統要多大功率呢？

- -performance和intelligent的意思你們搞懂了沒就爭來爭去。。。

- -什麼人腦設計CPU，CPU設計不出來人腦。。

- -CPU要是能設計出來人腦了還要你幹啥啊。就為了刷知乎啊？

問題本身有點逗，題目和描述有衝突。為什麼？

題目中提到的CPU，對於大腦來說，只是一部分。整個計算機和神經系統比較，才能算合理的比較。

姑且拋開那些奇怪的糾結吧，我們來做個簡單的計算：

我們通過計算可以粗略得到，一個年齡20歲，體重為70kg的人，一天大約消耗能量13,000,000焦耳。一台實際功率為250W的微型計算機，一天消耗的能量為21,600,000焦耳。從這個簡單的比較得知，個人計算機的功耗肯定大於人體的神經系統。

為什麼會這樣呢？電腦自己不會走不會跑，為什麼耗能還比人體高？因為CPU或者說電腦，太粗糙，和神經系統比較，能效比太低。簡單地從製造工藝來做個比較吧：我們以可以裝入個人計算機的至強E5處理器為例，採用了14納米工藝。聽起來很牛逼吧？不好意思，就以神經系統的鈣離子通道為例，鈣離子的直徑大約0.4納米。

要看什麼腦子

cpu指令來源於程序

而程序大多數時候做的都是迭代、遍歷、循環等運算

精度高，速度快。

但是

耗能高。

而程序員有泡麵就夠了。

這個問題讓我想起了一個笑話；

諸葛亮為什麼天天拿把扇子

答案：腦袋轉得太快，需要散熱

看幹什麼吧。人腦處理圖像流媒體五感遠比電腦信息量大。當然在計算方面，確實電腦勝出。但不得不說，人腦設計者遠比電腦設計者牛逼。

我能說手機和平板電腦中的ARM處理器平均消耗都在1w以下么

當然是大腦，你可以讓大腦設計一個cpu，但cpu可以設計一個大腦嗎

如果兩者耗能相等的話，你可能需要在頭上安裝一個常年運轉的散熱風扇，而且即便如此頭上的溫度還是高達60度。

第一句就有問題什麼叫假設電腦跟人腦幹的活沒有區別

幹什麼活沒區別算圓周率還是算1+1？

單論計算大腦跟計算機不是一個數量級的一般人兩位數以上乘除都無法直接心算心算的意思不是讓你把數拆開了算

人只是經驗多信息傳遞快點罷了

人腦那點計算量還不如個電子錶太陽能計算器算的都比人效率高

這麼算勢必人腦功耗高你光靠曬太陽能活嗎？

希望大家別把計算跟經(nei)驗(cun) 混淆你能走路可不是大腦算出來的而是之前摔出來的然後走路的數據就直接存大腦里了就跟你看到鐵燒紅了不能碰一樣別說你腦子算出來溫度了

功耗越大則能耗越低，所以當然人腦勝出