شبیه‌سازی ۱ ثانیه از فعالیت مغز، با ۸۳ هزار پردازنده ‌۴۰ دقیقه زمان می‌برد

تیمی از محققین ژاپنی و آلمانی بزرگ‌ترین شبیه‌سازی از فعالیت عصبی مغز انسان را اجرا کرده‌اند. نتایج این تحقیق از سویی شگفت‌انگیز و از سویی خجالت‌آور است.

NYC_brain_neuron_illustration

سخت‌افزاری که برای شبیه‌سازی فعالیت ۱.۷۳ میلیارد سلول عصبی مغز که با ۱۰.۴ تریلیون سیناپس به هم وصل شده‌اند (یک درصد کل شبکه عصبی مغز) برای مدت یک ثانیه بیولوژیک مورد استفاده قرار گرفته است مشخصات خارق‌العاده‌ای دارد: ۸۲۹۴۴ هسته پردازشی از ابرکامپیوتر K و ۱ پتابایت حافظه که برابر ۲۴ بایت برای هر سیناپس است.

k-computer-2012


خرید کتاب از نزدیک‌ترین کتاب فروشی شهر

اما حتی با چنین سخت‌افزاری هم، شبیه‌سازی آن ۱ ثانیه بیولوژیک به ۴۰ دقیقه زمان نیاز داشته است.

اگر مقیاس‌های زمانی کامپیوترها با اندازه شبکه رابطه‌ای خطی داشته باشد (البته اگر این رابطه واقعا خطی باشد) شبیه‌سازی یک ثانیه از فعالیت کامل مغز به حدود دو و نیم روز زمان نیاز خواهد داشت.

اما محققان از نتیجه کاری که انجام داده‌اند راضی هستند. مارکوس دیس‌مان (Markus Diesmann) راهبر پروژه در مصاحبه‌ای خبری گفته است: «اگر کامپیوترهایی در مقیاس پتا مانند ابرکامپیوتر K می‌توانند عملکرد یک درصد مغز را شبیه‌سازی کنند،‌ می‌توانیم مطمئن باشیم که شبیه‌سازی کل مغز در سطح تک‌تک سلول‌های عصبی و سیناپس‌های‌شان با کامپیوترهایی در مقیاس اگزا ممکن خواهد بود و چنین کامپیوترهایی ظرف یک دهه آینده در دسترس خواهند بود.»

markus-diesmann

سرعت محاسبات کامپیوترها با واحد FLOPS (تعداد محاسبات ممیز شناور در یک ثانیه) اندازه‌گیری می‌شود و مقیاس‌های آن با پیشوندهای معمول مگا و گیگا و . . . تعریف می‌شود. به این ترتیب یک کامپیوتر در مقیاس اگزا ۱۰۰۰ بار سریع‌تر از یک کامپیوتر در مقیاس پتا خواهد بود. ابرکامپیوتر K‌ که اکنون در فهرست سریع‌ترین ابرکامپیوترهای دنیا در رده چهارم قرار دارد، توان پردازشی در حد ۱۰٫۵۱ پتافلاپ دارد.

نکته قابل اشاره بعدی این که شبیه‌سازی اخیر تقریبا آزمونی از نرم‌افزار اپن‌سورس شبیه‌سازی NEST‌ بوده است که این محققین توسعه داده‌اند. تحقیق در زمینه بیماری‌های خاص و پروژه‌هایی نظیر «پروژه مغز انسان» در اروپا و بنیاد BRAIN در آمریکا به تنظیمات و اصلاحاتی تخصصی‌تر در رشته موردنظر احتیاج خواهند داشت.

Nest-simulated-logo

البته درک پیچیدگی‌ها و رمز و راز مغز انسان موضوعی نیست که تنها به مقیاس‌های بزرگ محاسباتی و نرم‌افزارهای پیشرفته مربوط باشد. بسیاری از شرکت‌ها و موسسات بزرگ (از جمله IBM) روی پروژه‌هایی کار می‌کنند که هدف آن‌ها بهتر کردن درک ما از عملکرد مغز است. حتی برخی از این شرکت‌ها به تولید تراشه‌هایی دست زده‌اند که عملکرد مغز را شبیه‌سازی می‌کنند (البته در مقیاسی بسیار کوچک‌تر).

در این میان تنها از یک موضوع می‌توان مطمئن بود، این که درک سازوکار و عملکرد مغز تاثیری شگرف بر دنیای محاسبات داشته و احتمالا ما را به دوران جدید سیستم‌های پردازشی و هوش مصنوعی خواهد برد.

منبع (+)

نظرات

  1. و متاسفانه و متاسفانه مغزمون در حد دیدن کانال های جم تی وی و انواع و اقسام مسائل بی خود دیگه خوب کارکرد داره …

    این مطلب از اون چیزاست که باید پرینت گرفت و هر روز خوند . از یک دعایی که حتی معنیش رو نمیدونیم ارزش خیلی بیشتری داره

  2. مقایسه دو سیستم اطلاعاتی متفاوت با واحد توان پردازشی یک مقداری عجیب به نظر می رسد.
    مطلب بالا تداعی کننده بسیاری مقایسه جانبی برای هر خواننده ای است که به گمانم جنبه علمی ندارند.این هم از مضرات یک مطلب pop science شور می باشد که احتمالا چهارچوب نگارش آن(نه اصل تحقیق)به هدف تهییج مخاطب عادی صورت پذیرفته نه بالا بردن سطح نگرش علمی جامعه.
    خلاصه این که با استناد به مقایسه ها و جمله بندی های مطلب بالا(منبع انگلیسی)کامپیوتر ها هم می توانند ادعا کنند که پردازش یک عملیات ریاضی مثالیt طول میکشد و برای انسان t به توان ۵۲ پس کامپیوتر ها فلان قدر سریع تر از انسان هستند!

  3. خخخ انسان می خواهد کامپیوتری بسازه که قدرت پردازشش از آفریده های خدا بیشتر باشه.

    نمی تونن و نمیشه الکی پول خرج نکنن

  4. مغز انسان بطور پارالل محاسبات را انجام میدهد و در صورت از کار افتادن حتی ۹۰ درصد از توان آن باز میتواند به کار خود ادامه دهد ولی کامپیوتر ها بطور سری محاسبات را انجام میدهند یعنی اگر مشکلی در سیستم پیش بیاید دیگر کار نخواهد کرد.

  5. نتایج شگفت‌انگیز، از سویی خجالت‌آور و از سویی دیگر ترسناک!

  6. دهنم باز مونده . . .
    الله اکبر . . .

  7. بنام خداوند بخشنده مهربان
    فقط می توان گفت :
    لاحول و لا قوه الا بالله العلى العظیم

دیدگاه خود را با ما اشتراک بگذارید:

ایمیل شما نزد ما محفوظ است و از آن تنها برای پاسخگویی احتمالی استفاده می‌شود و در سایت درج نخواهد شد.
نوشتن نام و ایمیل ضروری است. اما لازم نیست که کادر نشانی وب‌سایت پر شود.
لطفا تنها در مورد همین نوشته اظهار نظر بفرمایید و اگر درخواست و فرمایش دیگری دارید، از طریق فرم تماس مطرح کنید.