Die Leistung von Supercomputern wird häufig verwendet, um Dinge zu modellieren, mit denen Ihr Standardcomputer nicht umgehen kann. Denken Sie an siliziumschwitzende Quantenmechanik, molekulare Modellierungsaufgaben, die Suche nach Öl und Gas oder tatsächlich an die Zukunft des Weltklimas.
Jetzt wird diese Leistung der Herausforderung der Modellierung und Simulation des Säugetiergehirns mit freundlicher Genehmigung von Hewlett Packard Enterprise (HPE) und seinem Supercomputer der „nächsten Generation“ gestellt.
Sehen Sie, wie verwandte japanische Wissenschaftler gerade eine KI entwickelt haben, die menschliche Gedanken „lesen“ kann. Die Zukunft von Supercomputern könnte von „magischem Staub“ aus Licht und Materie angetrieben werden
Das Technologieunternehmen hat seine Erfahrung im Bereich High Performance Computing (HPC) in das Blue Brain Project eingebracht, eine Schweizer Hirnforschungsinitiative der akademischen Institution École Polytechnique Fédérale de Lausanne.
Der neue Supercomputer HPE mit dem Namen Blue Brain 5 basiert auf dem SGI 8600-System des Unternehmens, einer Maschine, die bereits mit der Ausführung anspruchsvoller Hochleistungs-Workloads vertraut ist.
Wie ein Supercomputer hilft, das Gehirn zu untersuchen
Der Leistungsberg von Blue Brain 5 wird genutzt, um das Gehirn von Säugetieren besser zu verstehen, wobei das Blue Brain Project bis 2020 alle Regionen eines Mausgehirns modellieren will. Das mag nach einer einfachen Aufgabe klingen, aber selbst die graue Substanz der kleinsten Säugetiere ist ein komplexes Netz aus Nervenzellen und bioelektrischer Aktivität.
Mit zunehmendem Verständnis des Säugetiergehirns hofft man, dass aus der Modellierung und Simulation ein besseres Wissen über Gehirnstörungen gewonnen werden kann. Solche Störungen sind komplexe Phänomene, die sich von den Genen bis zu den Schaltungen von Knoten und Synapsen erstrecken, aus denen die Gehirne von Säugetieren bestehen. Blue Brain 5 hilft zu verstehen, wie das Gehirn kartiert wird und möglicherweise Anomalien zu erkennen.
„Die wissenschaftliche Mission des Blue Brain Project hängt entscheidend von unseren Supercomputing-Fähigkeiten ab“, sagte Felix Schürmann, Co-Direktor des Blue Brain Project.
„Die Modellierung eines einzelnen Neurons bei Blue Brain führt heute zu rund 20.000 gewöhnlichen Differentialgleichungen – bei der Modellierung ganzer Hirnregionen sind das schnell 100 Milliarden Gleichungen, die gleichzeitig gelöst werden müssen. HPE hilft uns dabei, uns in der anspruchsvollen Technologielandschaft des Supercomputing zurechtzufinden.“
Was ist Blue Brain 5?
Mit einem Budget von 18 Millionen Schweizer Franken, etwa 13,6 Millionen £, um die Hardware des Supercomputers und das Know-how von HPE zu decken, verfügt Blue Brain 5 über 372 Rechenknoten, um 1,06 Petaflops (PFLOPS) Spitzenleistung zu liefern. Daneben gibt es 94 Terabyte verfügbaren Speicher, was dem von über 31.000 iPhone X entspricht, und nutzt Intels Xeon Gold 6140- und Xeon Phi 72300-Prozessoren sowie Nvidias Tesla V100-Grafikprozessoren.
Wenn das für Sie nach einer Menge Unsinn klingt, machen Sie sich keine Sorgen, es bedeutet nur, dass Blue Brain 5 eine unglaublich leistungsstarke Maschine ist. Es ist vielleicht nicht ganz so leistungsfähig wie der leistungsstärkste Supercomputer der Welt, aber da Blue Brain 5 fast 192-mal so leistungsfähig ist wie der iMac der Spitzenklasse des letzten Jahres, ist es immer noch nicht zu unterschätzen.
Die Rechenleistung des Supercomputers wird durch Single- und Dual-Rail-Hochleistungsnetzwerke Mellanox InfiniBand ergänzt. Und 4 Petabyte Hochleistungsspeicher liefern mehr als 50 GB/s aggregierte Bandbreite, verbunden mit einem Flash-basierten Burst-Puffer von 80 GB/s Infinite Memory Engine; im Grunde ist das eine Menge sehr schneller Speicher.
Blue Brain 5 kann auch verschiedene Subsysteme hosten, die auf bestimmte Aufgaben wie Deep Learning oder Datenvisualisierungen ausgerichtet sind, während es dennoch als ein System betrieben werden kann. Mit vier verschiedenen Konfigurationen ermöglicht die Architektur des Supercomputers die Bewältigung der verschiedenen komplexen und anspruchsvollen Aufgaben, die erforderlich sind, um die Arbeitsabläufe eines menschlichen Gehirns für das Projekt zu rekonstruieren und zu simulieren.
Das Blue Brain Project zeigt, dass es selbst angesichts des leicht zugänglichen Cloud-Computing noch viel Spielraum für dedizierte Supercomputerleistung gibt, um die komplexeren Herausforderungen der Welt anzugehen, die die Menschheit zu lösen versucht.