- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Британские ученые запустили суперкомпьютер с 1 млн ядер, который моделирует человеческий мозг

Британские ученые запустили суперкомпьютер с 1 млн ядер, который моделирует человеческий мозг - 1

2 ноября исследователи Манчестерского университета запустили самый мощный суперкомпьютер [1], архитектура которого моделирует человеческий мозг [2]. В нем работает миллион ядер ARM9, которые могут обрабатывать 200 триллионов операций в секунду. Компьютер проектировали 20 лет, и еще 10 лет собирали. Работы по конструированию начали в 2006 году, а всего на проект потратили £15 000 000.

Как он устроен

Главная сложность такого проекта — создать железо, которое может справиться со множеством параллельных процессов примерно так же, как это делает биологический мозг [2]. Например, мозг [2] человека состоит приблизительно из 100 млрд нейронов. Количество связей между этими нейронами — астрономическое. Исследователи планируют создать с помощью своего суперкомпьютера модель из одного миллиарда нейронов, которые будут обрабатываться в реальном времени. Несмотря на то, что это всего один процент от человеческого мозга [2] — шаг для компьютерных наук огромный. Пока что ни один суперкомпьютер не мог справиться с такой задачей.

Основные решения в суперкомпьютере связаны с архитектурой железа [3]. Она называется SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture). В ней миллион ядер разбит на 57 тысяч узлов. В каждом по 18 ядер и 128 мегабайт SDRAM памяти, которая размещена отдельно от матрицы с чипами. Между ядрами несколько способов передачи информации, но основной — пакетами по 5–9 килобайт.

Британские ученые запустили суперкомпьютер с 1 млн ядер, который моделирует человеческий мозг - 2

Все узлы связаны в асинхронную инфраструктуру. Мобильные процессоры и память выбраны из соображений энергопотребления — в такой мощной системе это один из главных ресурсов, ради которого пришлось пожертвовать производительностью.

Как говорят исследователи [4], с задачей мог справиться и узел из 16 ядер, но количество увеличено для отказоустойчивости.

Британские ученые запустили суперкомпьютер с 1 млн ядер, который моделирует человеческий мозг - 3

Принципы взаимодействия между процессорами опиралась на нейробилогию. В обычных компьютерах объем пересылаемых данных значительно выше, поскольку в них записана информация, как и куда система должна доставлять информацию.

В архитектуре SpiNNaker этого удалось избежать. Пакеты данных содержат только информацию об источнике, а инфраструктура пересылает их по назначению. Как объясняет издание Motherboard [5], такая инфраструктура, все равно что работа почты без почтовых отделений — у каждого есть личный почтальон, который сам знает, по какому адресу доставить посылку.

Стив Фурбер, профессор компьютерной инженерии и один из исследователей проекта говорит: «SpiNNaker полностью переизобретает способ работы компьютеров. Нам удалось создать машину, которая работает больше как мозг [2], нежели компьютер, и это просто невероятно».

Для чего будет использоваться

Сейчас компьютер будет применяться для академических и научных исследований. Например, ученые уже воссоздали участок коры головного мозга [2] состоящий из 80 тысяч нейронов, которые отвечают за обработку сенсорной информации. Эта модель помогла роботу в реальном времени обрабатывать видеоинформацию, чтобы ориентироваться на сложной местности.

Британские ученые запустили суперкомпьютер с 1 млн ядер, который моделирует человеческий мозг - 4

Робот на архитектуре SpiNNaker [6], разработанный в Университете Мюнхена.

Также суперкомпьютер может моделировать базальные ганглии — участок мозга [2], который страдает при развитии болезни Паркинсона. Вполне вероятно, модель поможет нейробиологам продвинуться в борьбе с этим недугом.

Как добавил в своем заявлении Фурбер, «с помощью SpiNNaker ученые могут раскрыть многие секреты мозга [2], исследуя огромные по своим масштабам симуляции. Робототехники смогут создавать мощнейшие нейронные сети для мобильных роботов, чтобы они могли передвигаться, говорить, работать гибко и менее энергозатратно».

Автор: Артем Малышев

Источник [7]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/budushhee-zdes/298528

Ссылки в тексте:

[1] самый мощный суперкомпьютер: https://www.manchester.ac.uk/discover/news/human-brain-supercomputer-with-1million-processors-switched-on-for-first-time/

[2] мозг: http://www.braintools.ru

[3] архитектурой железа: http://apt.cs.manchester.ac.uk/projects/SpiNNaker/architecture/

[4] Как говорят исследователи: http://apt.cs.manchester.ac.uk/projects/SpiNNaker/SpiNNchip/

[5] Как объясняет издание Motherboard: https://motherboard.vice.com/en_us/article/9k458v/researchers-just-turned-on-the-worlds-most-powerful-computer-designed-to-mimic-a-human-brain

[6] Робот на архитектуре SpiNNaker: https://spinnakermanchester.github.io/docs/spomnibot/

[7] Источник: https://habr.com/post/429200/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=429200