Начал работу крупнейший в мире суперкомпьютер, имитирующий устройство мозга

Сооружение мощнейшего в мире нейроморфного компьютера заняло десять лет.

Сооружение мощнейшего в мире нейроморфного компьютера заняло десять лет.
Фото University of Manchester, School of Computer Science.

Архитектура компьютера до некоторой степени имитирует устройство мозга.

Архитектура компьютера до некоторой степени имитирует устройство мозга.
Иллюстрация University of Manchester.

Сооружение мощнейшего в мире нейроморфного компьютера заняло десять лет.
Архитектура компьютера до некоторой степени имитирует устройство мозга.

Учёные запустили нейроморфный суперкомпьютер с миллионом процессорных ядер. Ожидается, что уникальная машина, запущенная 2 ноября 2018 года, поможет лучше понять процессы в нервной системе человека.

Речь идёт о проекте Spiking Neural Network Architecture (SpiNNaker), что можно перевести как "Аппаратная платформа, имитирующая импульсы в нервной сети". Устройство состоит из миллиона отдельных ядер, каждое из которых содержит сто миллионов транзисторов. Эти чипы соединены в структуру, напоминающую сети нейронов головного мозга.

"Мы по существу создали машину, которая больше похожа на мозг, чем на традиционный компьютер, что очень интересно", – отмечает сотрудник проекта Стив Фёрбер (Steve Furber) из Манчестерского университета.

Ранее этот компьютер испытывался в неполном варианте. И вот теперь инженеры добавили долгожданное миллионное ядро.

Эта грандиозная система разрабатывалась в течение 20 лет, и ещё 10 лет ушло на её изготовление. Бюджет проекта составил 15 миллионов фунтов стерлингов (около 1,3 миллиарда рублей на 8 ноября 2018 года).

Но игра стоила свеч. Система способна выполнять более 200 миллионов операций в секунду и моделировать в реальном времени больше нейронов, чем любой другой компьютер на планете.

"Конечной целью проекта всегда было создание миллиона ядер в одном компьютере для приложений, моделирующих мозг в реальном времени, и теперь мы достигли этого. Это фантастика!" – делится переживаниями Фёрбер.

Для сравнения: мозг мыши содержит около ста миллионов нейронов, а человека – порядка ста миллиардов. Таким образом, в руках учёных оказалось подобие десятой части "мыслительного органа" грызуна или сотой доли процента человеческого.

Казалось бы, это немного. Однако, вероятно, нет такой задачи, в решении которой был бы задействован весь мозг сразу. Наш "природный компьютер" состоит из множества специализированных нейронных сетей, и многие из них по числу элементов сравнимы с детищем инженеров.

Архитектура компьютера до некоторой степени имитирует устройство мозга.

Так, SpiNNaker даже в своей предыдущей неполной комплектации уже использовался для моделирования базальных ганглий, с поражением которых связано развитие болезни Паркинсона. Применялся он и для имитации работы отдельных нейронных сетей в коре головного мозга, включающих до 80 тысяч нервных клеток.

Кроме того, SpiNNaker использовался и как система искусственного интеллекта. Так, он обеспечивал компьютерным зрением робота SpOmnibot.

В своём полном варианте устройство открывает перед исследователями ещё больше захватывающих возможностей.

"Теперь нейробиологи могут использовать SpiNNaker, чтобы раскрыть некоторые секреты работы человеческого мозга, управляя беспрецедентно крупномасштабным симулятором", – заключает Фёрбер.

Однако не стоит забывать, что компьютерный чип – это всё-таки не нейрон. Мозг млекопитающего состоит из клеток более чем сотни различных типов (многие свойства которых учёным по-прежнему неизвестны). Только будущие исследования покажут, насколько реалистичными окажутся модели, не учитывающие детали строения "кирпичиков" нервной системы.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о миниатюрной нейронной модели мозга и о том, как искусственный мозг помог изучить механизм работы психотропных веществ. Писали мы и о трёхмерной карте межнейронных связей млекопитающего.