Създаден е суперкомпютър, моделиращ работата на човешкия мозък
На 2 ноември учените от Манчестърския университет стартираха най-големия електронен мозък в света. Това е суперкомпютърът SpiNNaker с един милион ядра и 1200 взаимосвързани дънни платки, които взаимно работят като човешки мозък.
Разработването на този невроморфен компютър, имитиращ връзките сред неврони, е траяло 20 години, 10 от които – за неговото изграждане. Бюджетът на плана е 20 милиона щатски $.
Компютърът се базира на дублирана топографска архитектура на невронна мрежа с име SpiNNaker. Стив Фрубър, професор по компютърно инженерство в Манчестърския университет и участник в плана, сподели че „SpiNNaker ще премисли работата на елементарните компютри„.
SpiNNaker освен „мисли“ като мозък. Той основава реплика на другите структури на невроните в човешкия мозък и осъществя работата на доста огромен брой неврони в действително време, доста повече, в сравнение с който и да е различен компютър.
Уникална архитектура
От месец април 2016 година SpiNNaker моделира интензивността на невроните благодарение на 500 000 съществени процесори, само че новата трансформация на компютъра е двойно по-мощна. С поддръжката на плана на човешкия мозък на Европейския съюз, SpiNNaker дава опция на учените да основават детайлни модели на мозъка. След модификацията, той може по едно и също време да извършва 200 квадратилиона интервенции.
Човешкият мозък е формиран от 100 милиарда неврона. Всеки един от тях е обвързван с хиляди други неврони. Броят на тези връзки е голям и не е по силите на актуалната електроника. Фрубър и неговите сътрудници са основали модел на мозъка с 1 милиард неврона – т.е., 1% от човешкия мозък. Към сегашен ден нито един компютър не може да основава сходни модели.
Основният проблем е основаването на компютър, който може да прави милиарди паралелни процеси толкоз бързо, колкото човешкия мозък. SpiNNaker има 1 милион ARM9 процесорни ядра, като неналичието на буквата „v“ не е неточност. Това са по-старите ARM процесори, които могат да обработват 200 трилиона интервенции в секунда. Те са обединени в 57 клъстъра, като всеки клъстър има по 18 ядра и 128 MB SDRAM памет. Учените споделиха, че и 16 ядра в клъстър са задоволителни, само че за постигането на по-висока надеждност са добавени още две.
Избрана е точно ARM архитектурата, заради опцията за реализиране на доста добра оптимизация за съответните логаритми и задания, както и поради доста по-ниската консумация на сила. Тук не е нужна висока продуктивност на ядро, тъй като едно ядро имитира дребен брой неврони, което не се смята за комплицирана задача.
Всички клъстъри са свързани в асинхроннна клетъчна верига, като информацията сред тях се предава във тип на пакети от по 72 бита. Компактността на пакетите е реализирана посредством опростяване индексацията на обменяните данни. Така да вземем за пример, в елементарните компютри, във всеки пакет е записана информация, от кое място, по какъв начин и къде би трябвало да отиде. В архитектурата SpiNNaker е напълно друго: всеки пакет включва само информацията за източника, а инфраструктурата на мрежата го доставя по предопределение. По този метод скоростта на продан се усилва неведнъж.
Според Фрубър, архитектурата SpiNNaker поддържа толкоз толкова добра връзка сред процесорите, че суперкомпютърът може да работи като мозъчна невронна мрежа. „Използваните в общоприетите суперкомпютри механизми на взаимоотношение, не са подобаващи за моделиране работата на човешкия мозък в действително време“ – сподели професор Фрубър. „Новият SpiNNaker може да моделира мощни невронни връзки в действително биологическо време„.
Мисълта и материята
По-рано, когато SpiNNaker имаше единствено 500 000 процесора, можеше да моделира 80 000 неврона от кората на основния мозък, които обработват данните, получавани от сетивните органи. Втората симулация, направена благодарение на SpiNNaker, се отнася до базалните ганглии – областите на мозъка, засягани от заболяването на Паркинсон. По този метод новият суперкомпютър ще се употребява като инструмент за проучване на мозъчните разстройства.
И още, SpiNNaker може да ръководи мобилния робот SpOmnibot, който употребява суперкомпютъра за интерпретация на навигационните данни и данните от камерите, в режим на действително време.
При всичката си изчислителна мощ и уникалност на архитектурата, до каква степен непосредствен е SpiNNaker до същинския човешки мозък? Фрубър споделя, че към този момент е невероятно точното подражаване работата на човешкия мозък. Суперкомпютърът SpiNNaker, употребяващ най-съвременни похвати и технологии, към този момент разполага с незначителен брой „неврони“ на човешкия мозък. Предстои дълъг път, до момента в който суперкомпютрите стартират да имитират работата на доста по-голям брой неврони в биологично действително време, и стартират да мислят независимо.
„Дори и с милиони процесори ние можем да се приближим едвам до 1% от опциите на човешкия мозък“ – сподели професор Фрубър. „Но SpiNNaker към този момент може да имитира мозъка на мишката, който е 1000 пъти по-малък от човешкия„.
Разработването на този невроморфен компютър, имитиращ връзките сред неврони, е траяло 20 години, 10 от които – за неговото изграждане. Бюджетът на плана е 20 милиона щатски $.
Компютърът се базира на дублирана топографска архитектура на невронна мрежа с име SpiNNaker. Стив Фрубър, професор по компютърно инженерство в Манчестърския университет и участник в плана, сподели че „SpiNNaker ще премисли работата на елементарните компютри„.
SpiNNaker освен „мисли“ като мозък. Той основава реплика на другите структури на невроните в човешкия мозък и осъществя работата на доста огромен брой неврони в действително време, доста повече, в сравнение с който и да е различен компютър.
Уникална архитектура
От месец април 2016 година SpiNNaker моделира интензивността на невроните благодарение на 500 000 съществени процесори, само че новата трансформация на компютъра е двойно по-мощна. С поддръжката на плана на човешкия мозък на Европейския съюз, SpiNNaker дава опция на учените да основават детайлни модели на мозъка. След модификацията, той може по едно и също време да извършва 200 квадратилиона интервенции.
Човешкият мозък е формиран от 100 милиарда неврона. Всеки един от тях е обвързван с хиляди други неврони. Броят на тези връзки е голям и не е по силите на актуалната електроника. Фрубър и неговите сътрудници са основали модел на мозъка с 1 милиард неврона – т.е., 1% от човешкия мозък. Към сегашен ден нито един компютър не може да основава сходни модели.
Основният проблем е основаването на компютър, който може да прави милиарди паралелни процеси толкоз бързо, колкото човешкия мозък. SpiNNaker има 1 милион ARM9 процесорни ядра, като неналичието на буквата „v“ не е неточност. Това са по-старите ARM процесори, които могат да обработват 200 трилиона интервенции в секунда. Те са обединени в 57 клъстъра, като всеки клъстър има по 18 ядра и 128 MB SDRAM памет. Учените споделиха, че и 16 ядра в клъстър са задоволителни, само че за постигането на по-висока надеждност са добавени още две.
Избрана е точно ARM архитектурата, заради опцията за реализиране на доста добра оптимизация за съответните логаритми и задания, както и поради доста по-ниската консумация на сила. Тук не е нужна висока продуктивност на ядро, тъй като едно ядро имитира дребен брой неврони, което не се смята за комплицирана задача.
Всички клъстъри са свързани в асинхроннна клетъчна верига, като информацията сред тях се предава във тип на пакети от по 72 бита. Компактността на пакетите е реализирана посредством опростяване индексацията на обменяните данни. Така да вземем за пример, в елементарните компютри, във всеки пакет е записана информация, от кое място, по какъв начин и къде би трябвало да отиде. В архитектурата SpiNNaker е напълно друго: всеки пакет включва само информацията за източника, а инфраструктурата на мрежата го доставя по предопределение. По този метод скоростта на продан се усилва неведнъж.
Според Фрубър, архитектурата SpiNNaker поддържа толкоз толкова добра връзка сред процесорите, че суперкомпютърът може да работи като мозъчна невронна мрежа. „Използваните в общоприетите суперкомпютри механизми на взаимоотношение, не са подобаващи за моделиране работата на човешкия мозък в действително време“ – сподели професор Фрубър. „Новият SpiNNaker може да моделира мощни невронни връзки в действително биологическо време„.
Мисълта и материята
По-рано, когато SpiNNaker имаше единствено 500 000 процесора, можеше да моделира 80 000 неврона от кората на основния мозък, които обработват данните, получавани от сетивните органи. Втората симулация, направена благодарение на SpiNNaker, се отнася до базалните ганглии – областите на мозъка, засягани от заболяването на Паркинсон. По този метод новият суперкомпютър ще се употребява като инструмент за проучване на мозъчните разстройства.
И още, SpiNNaker може да ръководи мобилния робот SpOmnibot, който употребява суперкомпютъра за интерпретация на навигационните данни и данните от камерите, в режим на действително време.
При всичката си изчислителна мощ и уникалност на архитектурата, до каква степен непосредствен е SpiNNaker до същинския човешки мозък? Фрубър споделя, че към този момент е невероятно точното подражаване работата на човешкия мозък. Суперкомпютърът SpiNNaker, употребяващ най-съвременни похвати и технологии, към този момент разполага с незначителен брой „неврони“ на човешкия мозък. Предстои дълъг път, до момента в който суперкомпютрите стартират да имитират работата на доста по-голям брой неврони в биологично действително време, и стартират да мислят независимо.
„Дори и с милиони процесори ние можем да се приближим едвам до 1% от опциите на човешкия мозък“ – сподели професор Фрубър. „Но SpiNNaker към този момент може да имитира мозъка на мишката, който е 1000 пъти по-малък от човешкия„.
Източник: kaldata.com
КОМЕНТАРИ