Dodano: 06 listopad 2018r.

Komputer z milionem rdzeni, który ma naśladować pracę ludzkiego mózgu

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