2 ноября исследователи Манчестерского университета запустили самый мощный суперкомпьютер, архитектура которого моделирует человеческий . В нем работает миллион ядер ARM9, которые могут обрабатывать 200 триллионов операций в секунду. Компьютер проектировали 20 лет, и еще 10 лет собирали. Работы по конструированию начали в 2006 году, а всего на проект потратили £15 000 000.
Как он устроен
Главная сложность такого проекта — создать железо, которое может справиться со множеством параллельных процессов примерно так же, как это делает биологический . Например, человека состоит приблизительно из 100 млрд нейронов. Количество связей между этими нейронами — астрономическое. Исследователи планируют создать с помощью своего суперкомпьютера модель из одного миллиарда нейронов, которые будут обрабатываться в реальном времени. Несмотря на то, что это всего один процент от человеческого — шаг для компьютерных наук огромный. Пока что ни один суперкомпьютер не мог справиться с такой задачей.
Основные решения в суперкомпьютере связаны с архитектурой железа. Она называется SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture). В ней миллион ядер разбит на 57 тысяч узлов. В каждом по 18 ядер и 128 мегабайт SDRAM памяти, которая размещена отдельно от матрицы с чипами. Между ядрами несколько способов передачи информации, но основной — пакетами по 5–9 килобайт.
Все узлы связаны в асинхронную инфраструктуру. Мобильные процессоры и память выбраны из соображений энергопотребления — в такой мощной системе это один из главных ресурсов, ради которого пришлось пожертвовать производительностью.
Как говорят исследователи, с задачей мог справиться и узел из 16 ядер, но количество увеличено для отказоустойчивости.
Принципы взаимодействия между процессорами опиралась на нейробилогию. В обычных компьютерах объем пересылаемых данных значительно выше, поскольку в них записана информация, как и куда система должна доставлять информацию.
В архитектуре SpiNNaker этого удалось избежать. Пакеты данных содержат только информацию об источнике, а инфраструктура пересылает их по назначению. Как объясняет издание Motherboard, такая инфраструктура, все равно что работа почты без почтовых отделений — у каждого есть личный почтальон, который сам знает, по какому адресу доставить посылку.
Стив Фурбер, профессор компьютерной инженерии и один из исследователей проекта говорит: «SpiNNaker полностью переизобретает способ работы компьютеров. Нам удалось создать машину, которая работает больше как , нежели компьютер, и это просто невероятно».
Для чего будет использоваться
Сейчас компьютер будет применяться для академических и научных исследований. Например, ученые уже воссоздали участок коры головного состоящий из 80 тысяч нейронов, которые отвечают за обработку сенсорной информации. Эта модель помогла роботу в реальном времени обрабатывать видеоинформацию, чтобы ориентироваться на сложной местности.
Робот на архитектуре SpiNNaker, разработанный в Университете Мюнхена.
Также суперкомпьютер может моделировать базальные ганглии — участок , который страдает при развитии болезни Паркинсона. Вполне вероятно, модель поможет нейробиологам продвинуться в борьбе с этим недугом.
Как добавил в своем заявлении Фурбер, «с помощью SpiNNaker ученые могут раскрыть многие секреты , исследуя огромные по своим масштабам симуляции. Робототехники смогут создавать мощнейшие нейронные сети для мобильных роботов, чтобы они могли передвигаться, говорить, работать гибко и менее энергозатратно».
Автор: Артем Малышев
