Max Home Industry2 ноября впервые была включена машина SpiNNaker, созданная на факультете науки и инженерии Манчестерского университета, состоящая из миллиона процессоров и имитирующая человеческий мозг.
Для достижения этой вехи потребовалось финансирование в размере 15 миллионов фунтов стерлингов, первоначально от Совета по инженерным и физическим наукам Великобритании (EPSRC), а затем от Европейского проекта человеческого мозга. 20 лет концепции и более 10 лет строительства. в 2006 году.
SpiNNaker — это аббревиатура от «Spiking Neural Network Architecture», с которой мы уже сталкивались ранее в IBM TrueNorth Rat Brain. В то время как чипы TrueNorth были собраны в «мозг», состоящий из 48 миллионов нейронов, машина SpiNNaker способна выполнять 200 триллионов действий в секунду — это означает, что она может моделировать больше биологических нейронов в реальном времени, чем любая другая машина, созданная когда-либо.
В отличие от традиционных компьютеров, SpiNNaker не обменивается данными, отправляя большие объемы информации из точки А в точку Б через стандартную сеть. Вместо этого он имитирует массивно-параллельную коммуникационную архитектуру мозга, отправляя миллиарды небольших объемов информации одновременно в тысячи различных пунктов назначения.
Стив Фербер, профессор компьютерной инженерии, придумавший первоначальную идею такого компьютера, сказал:
«SpiNNaker полностью переосмысливает принцип работы обычных компьютеров. По сути, мы создали машину, которая больше похожа на мозг, чем на традиционный компьютер, что очень увлекательно.
Конечной целью проекта всегда было создание миллиона ядер на одном компьютере для приложений моделирования мозга в реальном времени, и теперь мы достигли ее, и это фантастика ».
Включение его в первый раз было нелегким делом, и многие мужчины (и женщины) часами были посвящены этой задаче, и они даже сделали замедленную запись, чтобы доказать это.
Для тех, кто интересуется системным программным обеспечением SpiNNaker, вот подробности от Manchester’s Advanced Processor Technologies Research Group (APT):
Программа выполнения SpiNNaker включает три различных устройства:
Хост-компьютер — для ввода-вывода приложений и мониторинга.
Ядра монитора SpiNNaker — для поддержки приложений и мониторинга системы. Кроме того, один из них обменивается данными с хостом через Ethernet.
Ядра приложений SpiNNaker — для запуска приложений.
На приведенной выше диаграмме показаны программные компоненты времени выполнения SpiNNaker, используемые для поддержки приложений:
ybug — [программное обеспечение хоста] взаимодействует с scamp на ядрах монитора и предоставляет простой интерфейс команд / отладки для запуска приложений и проверки памяти и ресурсов на кристалле.
scamp — [программное обеспечение ядра монитора] взаимодействует с ybug на хосте и sark на ядрах приложений. Поддерживает общесистемную межпроцессорную связь и связь с хостом.
sark — [программное обеспечение ядра приложения] взаимодействует с scamp в ядре монитора и предоставляет возможность использовать основное оборудование / периферийные устройства абстрактно. Например, запуск таймера 1 мс, установка записи в таблице многоадресной маршрутизации или установка обработчика для обработки прибытия пакетов.
Итак, для чего нужен компьютер с миллионным процессором, который имитирует работу мозга? Одно из основных его применений — помочь нейробиологам лучше понять, как работает наш мозг. Он делает это путем запуска чрезвычайно крупномасштабных симуляций в реальном времени, которые просто невозможны на других машинах.
Например, SpiNNaker использовался для моделирования высокоуровневой обработки в реальном времени в ряде изолированных сетей мозга. Это включает 80 000 нейронную модель сегмента коры, внешнего слоя мозга, который получает и обрабатывает информацию от органов чувств. Он также смоделировал область мозга, называемую базальными ганглиями, — область, пораженную болезнью Паркинсона, а это означает, что она имеет огромный потенциал для неврологических прорывов в науке, таких как фармацевтические испытания.
Профессор Фурбер прокомментировал:
«Нейробиологи теперь могут использовать SpiNNaker, чтобы помочь раскрыть некоторые секреты работы человеческого мозга, запустив беспрецедентно крупномасштабные симуляции. Он также работает как нейронный симулятор в реальном времени, который позволяет робототехникам создавать крупномасштабные нейронные сети в мобильных роботах, чтобы они могли ходить, говорить и двигаться с гибкостью и малой мощностью ».