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GPU再显神功,实现最快、最节能的大鼠大脑模拟器

2019-01-06
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最近,萨塞萨斯大学(University of Sussex)James Knight 博士和 Thomas Nowotny 教授利用随处可见的电脑硬件,发明了世界上运行速度最快、最节能的小鼠大脑模拟器


这款模拟器配备有自主研发的 GeNN 软件和图像处理器(Graphics Processing Units),凭借其优越的性能打败了另一款全球前五十的超级计算机。


长久以来,学术界希望借助此类模拟器,了解神经细胞的不同位置受损后,大脑各处的功能会有何改变。这项技术对研究神经疾病(如癫痫性发作等)具有重大意义。同时,功能更强大的模拟器对 AI 提出了更高要求。本次的GeNN软件性能稳定,之前已帮助无人机在模拟的昆虫大脑内顺利运行。


Nowotny 教授介绍说,过去三十年里,人们不断缩小电脑芯片的各种零件,大大加快了电脑运行的速度。不过,这种缩小尺寸的方法遇到了瓶颈,只有重新设计某些零件的结构才能带来新的突破。图像处理器(GPU)就是一个很好的例子,团队的实验结果也证明了其可开发潜力巨大,甚至超过CPU。


(来源:UNIVERSITY OF SUSSEX)


此次的研究项目以 GeNN 软件为基础,在电脑上测试了两个已成体系的脑神经科学模型。其中的一个模型是脑皮质的神经微电路,由八组不同的神经元和一个随机网络(其塑性呈现峰值时间相关性,在生物体学习过程中扮演重要角色)构成。


此次研发的 GPU,处理速度比超级计算机或者 SpiNNaker(一种仿神经系统,由欧洲人脑项目研发)要快上 10%,节省约十几倍的能源。


学术界相信,随着 GPU 变得更灵活 、 功能更强大,测试更加复杂的人脑模型将很快成为可能。Knight 博士表示,尽管模拟整个人脑还十分困难,但此次发表的成果显示,以 GPU 为基础的超级计算机潜力无限。再接下里的一年里,研究人员将着手模拟猴子的大脑,由于其尺寸是现有模型的五十倍,需要多个 GPU 相互配合完成。


英伟达公司的 AI 运算平台为此次的模拟器提供了支持。


-End-


编辑:张育嘉 责编:黄珊

参考:

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-12/uos-chd121918.php_ (https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-12/uos-chd121918.php)


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