Superkomputer zaprojektowany po to, by naśladować ludzki mózg, jest gotowy do pracy. SpiNNaker, bo tak nazywa się maszyna, napędzany jest przez milion rdzeni i jest w stanie wykonać nawet 200 bilionów operacji na sekundę.
Spiking Neural Network Architecture, w skrócie SpiNNaker, to największy na świecie komputer neuromorficzny. To taki typ maszyny, która naśladuje pracę ludzkiego mózgu, czyli ma działać w taki sam sposób, jak nasz mózg.
SpiNNaker został zbudowany przez naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze. Składa się z miliona rdzeni i może wykonywać do 200 bilionów operacji na sekundę, co oznacza, że może tworzyć więcej modeli neuronów biologicznych w czasie rzeczywistym niż jakakolwiek inna maszyna kiedykolwiek zbudowana.
– Jego podstawowym zadaniem jest wspomaganie częściowego modelowania mózgu. Na przykład modelowania kory mózgowej, jądra podstawnego czy wielu innych regionów – powiedział profesor Steve Furber z Uniwersytetu w Manchesterze.
Projekt pochłonął 15 milionów funtów. Prace koncepcyjne trwały blisko 20 lat, a konstrukcyjne kolejne 12. Jego budowa rozpoczęła się w 2006 roku. Projekt jest wspierany przez Human Brain Project prowadzony przez Unię Europejską. Po raz pierwszy SpiNNaker został uruchomiony w 2016 roku, ale wtedy posiadał jedynie 500 tys. rdzeni. Teraz został on zmodernizowany.
Trzeba zaznaczyć, że istnieją komputery, które posiadają większą liczbę rdzeni, ale projekt z Manchesteru wyróżnia coś innego. W przeciwieństwie do tradycyjnych komputerów SpiNNaker nie komunikuje się przez wysyłanie dużej ilości informacji z punktu A do punktu B za pośrednictwem standardowej sieci. Zamiast tego naśladuje sposób komunikacji, jaki zachodzi w mózgu, wysyłając niewielkie ilości informacji do różnych miejsc docelowych jednocześnie.
W ludzkim mózgu znajduje się około 100 miliardów neuronów. To podstawowe komórki mózgu, które są w stanie jednocześnie przekazywać sygnały do tysięcy miejsc docelowych. Architektura SpiNNakera funkcjonuje w podobny sposób i wspiera komunikację pomiędzy procesorami. Wszystko ma działać w taki sam sposób, jak w ludzkim mózgu.
– Konwencjonalne superkomputery mają mechanizmy łączności, które są znacznie mniej przystosowane do modelowania mózgu w czasie rzeczywistym. Sądzę, że SpiNNaker jest zdolny do modelowania większych sieci neuronowych w czasie rzeczywistym niż jakakolwiek inna maszyna – wyjaśnił Furber.
Poprzednio, gdy SpiNNaker działał tylko z 500 000 rdzeni, modelował 80 000 neuronów kory mózgowej. Teraz ma znacznie większy potencjał, choć jego twórcy docelowo chcą modelować do miliarda neuronów w czasie rzeczywistym, co stanowi 1 proc. skali ludzkiego mózgu. Teraz są o krok bliżej.
– SpiNNaker całkowicie zmienia sposób myślenia o komputerach. Zasadniczo stworzyliśmy maszynę, która działa bardziej jak mózg niż tradycyjny komputer, co jest niezwykle ekscytujące. Ostatecznym celem projektu zawsze był milion rdzeni w jednym komputerze do zastosowań w modelowaniu mózgu w czasie rzeczywistym. Cel ten właśnie osiągnęliśmy – zaznaczył Furber.
SpiNNaker przyda się przede wszystkim neurolog. Dzięki niemu będą mogli lepiej zrozumieć funkcjonowanie naszego mózgu. Będzie to możliwe poprzez tworzenie bardzo dużych symulacji w czasie rzeczywistym, które po prostu nie są możliwe na innych komputerach. Superkomputer ma ogromny potencjał, by dokonać wielu przełomów w nauce.
– Naukowcy mogą teraz użyć SpiNNakera, aby poznać niektóre sekrety ludzkiego mózgu, przeprowadzając bezprecedensowe symulacje na wielką skalę. Superkomputer działa również jako symulator, co pozwoli na projektowanie sieci neuronowych – wyjaśnił Furber.
Źródło i fot: University of Manchester