Человеческий мозг с миллионом ядер в виде компьютера запустили в первый раз [Spiking Neural Network Architecture]

Содержание
Содержание
  • Что такое биологические нейроны?
  • Чем уникален суперкомпьютер SpiNNaker?

Крупнейший в мире суперкомпьютер, разработанный по типу работы человеческого мозга, был недавно впервые включен. Проект называется SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture) и его целью является разработка многоядерной компьютерной архитектуры для моделирования частей человеческого мозга. Суперкомпьютер достиг отметки одного миллиона ядер в одной машине.

Эта машина способна выполнять более 200 миллионов операций в секунду, на данный момент она не имеет аналогов. Один из чипов SpiNNaker имеет 100 миллионов транзисторов. Чтобы осуществить такую масштабную разработку ученым понадобилось более 20 лет разработок, а также 10 лет на само строительство машины. На создание такого мощного суперкомпьютера потребовалось потратить более 19 миллионов долларов, однако разработка себя оправдала.

Человеческий мозг с миллионом ядер в виде компьютера запустили в первый раз [Spiking Neural Network Architecture]

Что такое биологические нейроны?

Машину SpiNNaker начали разрабатывать еще в 2006 году в Манчестерском университете в Великобритании. Она способна моделировать нейроны в реальном времени, что делает ее первой «живой» машиной. Биологические нейроны – единицы нервной системы имеющие сложное строение. Именно из них состоит человеческий мозг который соединен между собой нервными волокнами. Суперкомпьютеры используют нейроморфные вычисления благодаря электронным схемам, что позволяет имитировать нейронные связи на машине.

Человеческий мозг с миллионом ядер в виде компьютера запустили в первый раз [Spiking Neural Network Architecture]

Чем уникален суперкомпьютер SpiNNaker?

SpiNNaker отличается от обычных компьютеров, так как у вторых весь процесс работы заключается в том, чтобы отправить обьем информации с точки «А» в точку»Б». С SpiNNaker дела обстоят совершенно иначе. Эта машина имитирует огромную архитектуру мозга со всеми ее нейронными связями и посылает миллиарды небольших обьемов информации в совершенно разные направления одновременно. Практически это можно назвать работой человеческого мозга, только в довольно примитивном и простом способе.

Где вы предпочли бы жить: в частном доме, или квартире?

По сути, ученые разработали небольшой человеческий мозг, который четко показывает работу наших человеческих нейронных связей. Конечной целью ученые считают создание машины на миллион ядер для приложений моделирования работы мозга в реальном времени. И именно SpiNNaker является первым шагом для реализации этой мечты. Чтобы практически представить в сравнении суперкомпьютер SpiNNakerи человеческий мозг, можно учесть, что у человека в мозгу в среднем насчитывается 86 000 000 000 нейронов, у крысы – 200 000 000. Единственное млекопитающее у которых нейронов в коре головного мозга больше чем у человека – это слон (257 000 000 нейронов).

Человеческий мозг с миллионом ядер в виде компьютера запустили в первый раз [Spiking Neural Network Architecture]

Главная суть разработок таких мощных суперкомпьюетров заключается в помощи передовых открытий в нейробиологии. Именно это позволит нейробиологам больше понять суть работы человеческого мозга. Этого можно достичь путем запуска чрезвычайно масштабных симуляций в реальном времени, которые просто невозможно совершить на других машинах.

Суперкомпьютер SpiNNaker позволит имитировать работу человеческого мозга в отдельных ее частях. Он позволит проследить за работой 80000 нейронов человеческого мозга, а также как он обрабатывает информацию из органов чувств. SpiNNaker также способен симулировать ту область мозга, которая называется базальными ганглиями. Именно она поражается во время болезни Паркинсона, поэтому благодаря SpiNNaker появился огромный потенциал в будущем решить проблемы и понять главные принципы возникновения этой болезни.

Человеческий мозг с миллионом ядер в виде компьютера запустили в первый раз [Spiking Neural Network Architecture]

Суперкомпьютер, созданный Исследовательской группой передовых процессорных технологий (APT) в Школе компьютерных наук Манчестерского университета, является частью проекта Европейского Союза по изучению человеческого мозга. Для SpiNNaker команда также разработала собственный чип с таким же названием, который включает 18 процессорных узлов ARM968. В 2023 году группа выпустит чип SpiNNaker 2 с 160 узлами Arm Cortex-M4F.

Суперкомпьютер SpiNNaker позволит человеку прикоснуться к главным пониманиям работы нашего мозга и понять многие его сложности и возможности. Можно быть уверенными, что SpiNNaker поможет разобраться во многих вопросах, а также приблизиться к решению не одной задачи, к которым ученые только приближаются.