r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

40 minut pracy i 83 tys. procesorów, by symulować 1 sekundę aktywności fragmentu mózgu

Strona główna AktualnościSPRZĘT

To już przynajmniej konkretne liczby, dobrze obrazujące, jak wciąż dalecy jesteśmy od symulowania ludzkich mózgów w czasie rzeczywistym. Uczeni z japońskiego Okinawa Institute of Technology Graduate University oraz niemieckiego Forschungszentrum Jülich podjęli się próby symulacji aktywności największej jak do tej pory sieci neuronowej, wykorzystując do tego celu Fujitsu K computer – maszynę o mocy obliczeniowej 10,5 PFLOPS, zajmującą jeszcze w zeszłym roku pierwsze miejsce na liście Top500 superkomputerów.

Ponad 80 tysięcy procesorów Sparc64 VIIIfx (2 GHz, 8 rdzeni) i około 1 petabajt pamięci RAM pozwoliły na symulację jednej sekundy aktywności 1,74 miliarda komórek nerwowych, połączonych poprzez 10,4 biliona synaps. Połączenia międzyneuronalne wygenerowano losowo, przyznając każdemu z nich po 24 bajty pamięci dla utworzenia realistycznego modelu przekazywania sygnałów. Czas wyliczania tej symulacji jednej sekundy – około 40 minut.

Jak wynika z badań dr Herculano-Houzel, przeciętny ludzki mózg ma około 86 mld neuronów (często cytowana wcześniej liczba ponad 100 mld okazała się naukowym mitem, bezzasadnie cytowanym z jednego artykułu do drugiego). Jeśli więc uznać wyniki badań brazylijskich neurologów za wiążące, to symulacja na Fujitsu K była odpowiednikiem około 2% ludzkiej sieci neuronowej. Przy założeniu, że czas obliczeń rośnie liniowo z liczbą węzłów sieci (co jest ryzykownym założeniem), symulacja jednej sekundy aktywności sieci o złożoności porównywalnej z ludzkim mózgiem wymagałaby ponad 33 godzin pracy superkomputera Fujitsu K.

A mimo to badacze z zespołu pracującego pod kierownictwem prof. Markusa Diesmanna są podnieceni wynikami symulacji, przeprowadzonej za pomocą opensource'owego oprogramowania NEST i będącej zaledwie formą benchmarku, mającego ustalić, co można dla nauk o mózgu zrobić za pomocą obecnej generacji petaflopsowych superkomputerów, jak rozwijać oprogramowanie do symulacji sieci neuronowych, i co będzie można zrobić w przyszłości. Diesmann jest przekonany, że kolejna generacja superkomputerów, osiągająca moc obliczeniową liczoną w eksaflopsach, umożliwi symulację całego ludzkiego mózgu na poziomie neuronalnym.

Jednak już dziś symulacje wykonane na K i innych superkomputerach mogą przynieść interesujące wyniki. Prof. Kenji Doya, przewodzący projektowi mającemu na celu zrozumienie mechanizmów choroby Parkinsona przekonany jest, że połączone symulacje mózgu i układu mięśnio-szkieletowego na komputerze K mogą pomóc w zrozumieniu, jak system nerwowy kontroluje ruch organizmu.

Sukces niemiecko-japońskiego zespołu jest dobrą wiadomością dla sponsorowanego przez Unię Europejską Human Brain Project, w którym badacze z École polytechnique fédérale de Lausanne i Heidelberg University spożytkują grant w wysokości 1,2 mld euro właśnie na symulacje mózgu na superkomputerach, by stworzyć przełomowe technologie z zakresu medycznej informatyki, neuromorficznych platform obliczeniowych i neurorobotyki. Jest to drugi co do wielkości projekt badawczy w Unii Europejskiej (drugim jest projekt związany z wykorzystaniem grafenu w technologiach IT).

r   e   k   l   a   m   a
© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.