تبلیغات

شبیه سازی ۱ ثانیه از عملکرد ۱ درصد مغز انسان، نیازمند ۴۰ دقیقه وقت و ۸۳ هزار پردازنده

شبیه سازی ۱ ثانیه از عملکرد ۱ درصد مغز انسان، نیازمند ۴۰ دقیقه وقت و ۸۳ هزار پردازنده

A team of Japanese and German researchers have carried out the largest-ever simulation of neural activity in the human brain, and the numbers are both amazing and humbling.

The hardware necessary to simulate the activity of 1.73 billion nerve cells connected by 10.4 trillion synapses (just 1 percent of a brain’s total neural network) for 1 biological second: 82,944 processors on the K supercomputer and 1 petabyte of memory (24  bytes per synapse). That 1 second of biological time took 40 minutes, on one of the world’s most-powerful systems, to compute.

If computing time scales linearly with the size of the network (a big if; I have no idea if this would be the case), it would take nearly two and half days to simulate 1 second of activity for an entire brain.


The K computer: it’s big. Source: RIKEN

Still, the researchers are excited by what they’ve accomplished. According to a quote from project leader Markus Diesmann in the press release announcing the simulation: “If peta-scale computers like the K computer are capable of representing 1% of the network of a human brain today, then we know that simulating the whole brain at the level of the individual nerve cell and its synapses will be possible with exa-scale computers hopefully available within the next decade.”

Although they’re measured in FLOPS — floating point operations per second — rather than bytes, the prefixes measuring supercomputer performance are the same as those measuring data storage. A system operating at 1 exaflop would be 1,000 times more powerful than a system operating at 1 petaflop. K — now the world’s fourth fastest supercomputer — is capable of 10.51 petaflops.

Importantly, though, the recent simulation was merely a test of the open source NEST simulation software the researchers have been developing. Research into specific diseases, and projects such as Europe’s Human Brain Project and the United States’ BRAIN initiative, will require more job-specific tuning.

Figuring out the mysteries of the human brain isn’t just a matter of sheer scale and advanced software, though. As GigaOM’s Stacey Higginbotham has reported, numerous companies and institutions, including IBM, are working on projects to better our understanding of the brain. Some are even developing chips designed to mimic it — albeit on a much smaller scale.

 

گروهی از دانشمندان ژاپنی و آلمانی یکی از بزرگ ترین شبیه سازی های فعالیت عصبی مغز انسان را انجام داده اند و اعداد به دست آمده٬ همزمان هم شگفت انگیز و هم تحقیر آمیز هستند.

 
برای شبیه سازی یک ثانیه بیولوژیک از فعالیت ۱.۷۳ میلیارد عصب که توسط ۱۰.۴ تریلیون سیناپس به یکدیگر متصل شده اند (فقط ۱ درصد از کل شبکه عصبی مغز انسان)٬ چنین سخت افزاری مورد نیاز است:
 
۸۲.۹۴۴ هزار پردازنده از ابر کامپیوتر K و ۱ پتابایت حافظه (به ازای هر سیناپس ۲۴ بایت حافظه).
شبیه سازی یا رایانش این ۱ ثانیه بیولوژیک در دنیای واقعی ۴۰ دقیقه از وقت یکی از قوی ترین کامپیوترهای روی زمین را گرفته. حال  اگر مقیاس های زمانی با اندازه شبکه رابطه ای خطی داشته باشند (که یک اگر بزرگ است) تقریبا ۲ روز و نیم زمان لازم خواهد بود تا ۱ ثانیه از فعالیت کل مغز پردازش و شبیه سازی شود. 

(کامپیوتر K واقعا بزرگ است!)

 
با این حال٬ محققین از کاری که موفق به انجامش شده اند٬ هیجان زده اند. مدیر پروژه آقای مارکوس دایزمن در متن منتشره برای مطبوعات چنین نوشته:
 
«اگر کامپیوترهایی در مقیاس پتافلاپس٬ مانند ٬K امروزه قادر به نمایش فعالیت ۱ درصد از مغز بشر هستند٬ آنگاه می توان گفت شبیه سازی فعالیت کل مغز در سطح هر عصب منفرد و سیناپس های آن٬ با کامپیوترهایی که امیدواریم در دهه آینده آماده شوند٬ می توان انجام شود.»
سیستمی که قادر به پردازش ۱ اگزا فلاپس باشد٬ ۱.۰۰۰ برابر قوی تر از کامپیوتری است که امروزه در مرز ۱ پتافلاپس عملیات های خود را انجام می دهد. با توجه به اینکه در حال حاضر قوی ترین ابر کامپیوتر دنیا توانی معادل ۱۰.۵۱ پتافلاپس دارد٬ رسیدن به مرز اگزا فلاپس در دهه آینده به نظر ممکن می رسد.
 
جالب اینجا است که این آزمایش بزرگ در اصل یک تست برای نرم افزار اوپن سورس NEST بوده که شبیه ساز مورد استفاده در این برنامه پژوهشی به شمار می رود. محققین برای کار روی بیماری های خاص و پروژه هایی مثل پروژه مغز انسان در اروپا و مشابه های آن٬ نیازمند دقیق سازی NEST هستند.
 
دریافتن شگفتی های مغز انسان موضوع پژوهش هایی توسط شرکت های بزرگ نظیر IBM نیز بوده و بشر دارد برای شناخت و درک بهتر مغز خود٬ حتی چیپ هایی برای تقلید از آن درست می کند. شما چقدر به توانایی های مغز انسان اندیشیده اید؟

narenji

 

پاسخ دهید

هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...