|  | 4 августа 2013 | Информационные технологии

Японский суперкомпьютер K Computer производит расчет модели самой большой нейронной сети на сегодняшний день

Суперкомпьютер K Computer


Международная группа исследователей, в состав которой вошли ученые из японского института RIKEN, работающие в рамках программы HPCI Program for Computational Life Sciences, Технологического института университета Окинавы (Okinawa Institute of Technology Graduate University, OIST) и исследовательского центра Forschungszentrum Julich, Германия, используя вычислительные мощности японского суперкомпьютера K Computer, который в 2011 году занимал первую строчку рейтинга Top-500, произвели вычисления математической модели самой большой на сегодняшний день нейронной сети. Проведение такого масштабного моделирования стало возможным благодаря разработке и внедрению новых структур данных для моделирующего программного обеспечения NEST, которое является общедоступным программным обеспечением и которое может использовать каждый ученый в мире.

Используя программное обеспечение NEST, группа исследователей из Института нейробиологии и медицины центра Julich под руководством Маркуса Дисмана (Markus Diesmann) и Абигейл Моррисон (Abigail Morrison) построила математическую модель сети, состоящую из 1.73 миллиардов нейронов, связанных 10.4 триллионами синапсов.

Для того, чтобы представить масштаб созданной математической модели следует заметить, что каждый синапс занимает объем данных, равный 24 байтам, а общий объем основной памяти суперкомпьютера, которую заняла математическая модель сети, составляет порядка 1 петабайта, что эквивалентно общей памяти 250 тысяч обычных персональных компьютеров. В расчетах математической модели было задействовано 82944 процессора суперкомпьютера K Computer, а моделирование одной секунды нервной деятельности заняло около 40 минут реального времени.

Несмотря на то, что созданная математическая модель столь масштабна, она охватывает всего один процент от нейронных сетей, которые существуют в мозге человека. Следует особо отметить, что созданная математическая модель нейронной сети не имеет к мозгу никакого отношения, все нейроны модели были связаны между собой случайным образом. Но, создавая математическую нейронную сеть, исследователи преследовали совсем иные цели, нежели создание модели участка мозга. Основной задачей, которая была решена успешно, являлось определение границ математических моделей, которыми еще можно оперировать с помощью мощностей существующих суперкомпьютеров. Помимо этого, исследователи получили богатый опыт в области компьютерного моделирования, который будет использован в разработке нового специализированного программного обеспечения моделирования различных нейробиологических процессов.

"Если компьютеры пета-уровня, такие как K Computer, способны к моделированию 1 процента нейронных сетей головного мозга, то компьютеры экза-уровня, которые должны появиться в течение следующего десятилетия, будут способны произвести моделирование всего мозга, со всем огромным количеством нейронной и синапсов, их связывающих" - рассказывает Маркус Дисман, - "Все это дает надежду ученым-нейробиологам на то, что в недалеком будущем у них появится возможность работать с математическими моделями головного мозга человека и других живых организмов, что, в свою очередь, позволит разгадать многие загадки этих самых мощных биологических компьютеров на сегодняшний день".




Ключевые слова:
Суперкомпьютер, K Computer, Япония, RIKEN, Математическая, Модель, Нейронная, Сеть, Нейрон, Синапс, Мозг, Вычислительная, Мощность, Память, Процессор

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создана самая большая карта нейронных связей, объем данных которой составля ...
  • Установлена рекордная производительность математического моделирования - од ...
  • Суперкомпьютеру "K" потребовалось 40 минут для расчета модели 1 секунды д ...
  • Новая модель головного мозга, созданная компанией IBM, включает в себя 100 ...
  • В 2019 году компания IBM планирует создать полную симуляцию головного мозга ...




  • 4 августа 2013 11:32
    #1 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    Масштабно. Только когда вот появятся компьютеры экза-уровня?


    --------------------
        
    4 августа 2013 11:44
    #2 Написал: muhametshin_ruslan

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    В течение следующего десятилетия
        
    4 августа 2013 16:49
    #3 Написал: dnk12345

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Доиграются .... Осознает он себя как личность и станет человечеству весело!
        
    4 августа 2013 21:33
    #4 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Цитата: dnk12345
    Доиграются .... Осознает

    Произведём небольшие рассчёты :
    Компьютер пета-уровня ( пета - 10 в 15 степени) моделирует одну секунду нервной деятельности одного процента человеческого мозга за 40 минут. Следовательно, работу 100 % мозга он смоделирует за 4 тысячи минут.
    Компьютеры экза-уровня ( экза - 10 в 18 степени) в тысячу раз мощнее. 4 тысячи минут делим на тысячу - получаем 4.
    Таким образом, компьютер экза-уровня будет производить за 4 минуты то действие, которое человеческий мозг производит за секунду.

    Конечно, всё это - абстракция. И Я сильно сомневаюсь, что зависимость такая линейная. Однако сомневаюсь и в том, что в 240 раз медленнее действующий комп, сможет что-то там "осознать". И уж тем более себя.
    А если учесть, что количество нейронных связей влияет нелинейно на "производительность" мозга, то делать какие-либо выводы, на мой взгляд, преждевременно.


    --------------------
        
    5 августа 2013 06:24
    #5 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    HeavyGait
    , а вот твой мозг сможет себя смоделировать, просчитать свои собственные действия?
        
    5 августа 2013 08:22
    #6 Написал: Zynaps

    Публикаций: 0
    Комментариев: 181
    Подожжжждем... А вообще фантастика, фантастика что в статье не прозвучало магическое слово "квантовый". А ведь только этому к-компьютеру будет подвластна ох-ть какая скорость работы в режиме вирт.мозга в "мегапупер" раз большем человеческого. smile
        
    5 августа 2013 08:30
    #7 Написал: dnk12345

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    HeavyGait,
    Некорректно обсчитывать работу мозга так .... мы даже не догадываемся о том, как всё работает. Возможно, такому суперкомпьютеру хватит и нескольких процентов, а скорость обработки - дело наживное с учетом развития технологий. Нам не дано предугадать ...... Поживём - увидим))))
        
    5 августа 2013 14:32
    #8 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    zlat, dnk12345,
    вот эти мои слова :
    Конечно, всё это - абстракция. И Я сильно сомневаюсь, что зависимость такая линейная. ... делать какие-либо выводы, на мой взгляд, преждевременно

    что означают, на ваш взгляд ?
    Цитата: zlat
    а вот твой мозг сможет себя смоделировать

    Вот это вот ты о чём? Зачем ему самого себя моделировать, когда он и так уже есть. Ему не нужно имитировать свою работу. И, да, Я просчитываю свои действия, в меру своих скромных способностей, а что ?
    Цитата: dnk12345
    мы даже не догадываемся о том, как всё работает

    Именно это Я и имел в виду, когда сомневался в возможностях компьютера. Особые сомнения вызывает возможность компьютера осознавать самого себя. Просто в статье говорится, что достаточно увеличить вычислительную мощность и мы получим полноценный виртуальный мозг.


    --------------------
        
    5 августа 2013 14:46
    #9 Написал: dnk12345

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    HeavyGait,
    Советую почитать Хайнлайна "Луна - суровая хозяйка" )))
        
    6 августа 2013 09:51
    #10 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    HeavyGait

    я о том, что этот компьютер сейчас занимается тем, с чем не справляется человеческий мозг.
    А насчет возможностей почитай про IBM Watson, на этом сайте хватает статей про него.
    В статье говорится лишь о создании модели головного мозга, для изучения различных процессов, происходящих и нем. Вот изучат, тогда уже можно будет запрограммировать работу этих процессов.
        
    6 августа 2013 15:19
    #11 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Цитата: zlat
    этот компьютер сейчас занимается тем, с чем не справляется человеческий мозг.

    Это с имитацией работы нейронов мозг не справляется? Не, Я конечно за всех не в ответе... может у кого и не справляется.

    Цитата: zlat
    В статье говорится лишь о создании модели головного мозга, для изучения различных процессов, происходящих и нем. Вот изучат, тогда уже можно будет запрограммировать работу этих процессов.


    Я повторюсь, мозг уже есть - изучай. Ты, видимо, считаешь, что компьютерная модель идентична настоящему мозгу? Вот в соседней теме о программировании клеток объясняется, как обстоят дела с компьютерными моделями. Чтобы её создать, нужно самому всё знать о функционировании мозга! Затем провести эксперименты на основе этой модели в натуре, внести поправки, полученные в ходе экпериментов в модель и уж потом пользоваться.

    Цитата: zlat
    А насчет возможностей почитай про IBM Watson

    Что, неужели Я пропустил новость о преобретении им самосознания ?


    --------------------
        
    6 августа 2013 15:35
    #12 Написал: dnk12345

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Хватит Вам ... Я Вас помирю)))) человечество ой как нескоро смоделирует нейронную(псевдо) сеть, хоть в малой степени повторяющую нейронные связи человеческого мозга. А японцы ... так, балуются, суперклястер ваяют))))))
        
    6 августа 2013 15:47
    #13 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Цитата: dnk12345
    Хватит Вам ... Я Вас помирю

    Лично меня мирить не обязательно, так как обычно Я сам определяю хватит мне или не хватит. fellow
    Цитата: dnk12345
    человечество ой как нескоро смоделирует нейронную(псевдо) сеть

    Я, просто, немного в другом вижу проблему. Будет ли компьютерная модель соответствовать человеческому мозгу? Ведь мозг - это сложнее, чем просто сеть нейронов.


    --------------------
        
    7 августа 2013 10:42
    #14 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    HeavyGait
    , вот именно с имитацией и не справляется. Чтоб спроектировать любой процессор, сначала делаются огромные расчеты его работы, и для этих расчетов нужны существенно более мощные процессоры. А потом уже на основе этоих расчетов проектироуется процессор, который легко справляется со своими задачами(повторюсь, для расчета работы процессора нужны гораздо более мощные вычислительные возможности, чем будет обладать сам процессор)
    Я повторюсь, мозг уже есть - изучай. Ты, видимо, считаешь, что компьютерная модель идентична настоящему мозгу? Вот в соседней теме о программировании клеток объясняется, как обстоят дела с компьютерными моделями. Чтобы её создать, нужно самому всё знать о функционировании мозга! Затем провести эксперименты на основе этой модели в натуре, внести поправки, полученные в ходе экпериментов в модель и уж потом пользоваться.
    А зачем просто пререфразировать то, что я уже сказал?
        
    7 августа 2013 19:18
    #15 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Цитата: zlat
    и для этих расчетов нужны существенно более мощные процессоры

    Откуда они возьмутся, если из твоих слов следует, что для их создания нужны ещё более мощные чем они сами ? Так вот создал " Core i7", а потом уж на нём БК-шку рассчитываешь.
    И это, речь шла о компьютерной модели. С помощью модели моделируют более сложные устройства, чем те, на которых проводится моделирование, а не наоборот.
    Суперкомпьютеры нужны для работы модели. И увеличение вычислительных мощностей не ведёт автоматически к увеличению возможностей модели. Так-то модель и на этом компе работает, только медленно.
    Может не надо валить всё в кучу?

    Цитата: zlat
    то, что я уже сказал

    Я опять пропустил что-то важное. recourse
    В общем,теперь мне уже действительно "хватит". До скорых встреч в эфире.


    --------------------
        
    8 августа 2013 05:35
    #16 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Вот-вот, только при моделировании либо упрощают модель, либо используют множество моделей. И этот Core i7 рассчитывают на серверах, на которых стоит множество процессоров пониже мощностью.
    И это при том, что одна операция в работе этого процессора занимает мизерное время, а на расчеты процессора в целом для работы и взаимодействия этой операции уходит...
        
    12 августа 2013 11:32
    #17 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Так что Скайнет не за горами smile
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.