Суперкомпьютер или обычный мозг

Согласно текущему рейтингу суперкомпьютеров, японская система Fujitsu К является четвертой по производительности в мире. Она включает более 700 тыс. скоординированно работающих процессорных ядер, оснащенных 1,4 млн Гб памяти. Но даже ей потребовалось около 40 минут для того, чтобы смоделировать всего одну секунду работы сети, состоящей из 1,73 млрд нейронов и 10,4 трлн синапсов — связей между ними. А между тем, несмотря на эти внушительные цифры, такая сеть еще далека от реальной величины нашего обычного мозга: нервных клеток он содержит минимум в сотню раз больше.

Впрочем, это совместное достижение японских и немецких ученых стало весьма значительным прорывом в технологии нейронной симуляции (Neural Simulation Technology, NEST): смоделировать и обсчитать столь обширную сеть не удавалось еще никому. Во время этой работы система сгенерировала около петабайта (1015 байт) данных.

При этом авторы не ставили перед собой чересчур амбициозной задачи сымитировать работу всего мозга, они пытались лишь расширить пределы возможностей текущих технологий моделирования и вычислительных машин. Поэтому и результат, по их мнению, не столько позволит раскрыть новые детали функционирования нашего мышления, сколько поможет следующим, еще более масштабным попыткам моделирования.

Возможно, следующее поколение суперкомпьютеров позволит, наконец, смоделировать мозг целиком, и достижение команды, работавшей с Fujitsu К, безусловно, стало шагом на пути к этой цели. А инструментами, которые сделают это реальностью, могут стать системы, созданные в рамках инициативы Exascale Computing. Этот проект, поддержанный американским Министерством энергетики и Администрацией национальной ядерной безопасности, ставит перед собой задачу резкого увеличения возможностей существующих вычислительных систем.

Предполагается, что такие системы будут превосходить имеющиеся суперкомпьютеры в тысячи раз и смогут производить порядка квинтиллиона операций с плавающей точкой в секунду. Для сравнения: современные системы обладают производительностью порядка петафлопсов — квадриллионов этих операций в секунду. Такие компьютеры уже смогут взяться за главное — моделирование работы мозга во всем его 100-процентном объеме и сложности, причем в режиме реального времени, а не тратя по 40 минут на обсчет каждой секунды. Обсчитывая работу всей сети «снизу вверх», на уровне отдельных нейронов и их синапсов, они смогут имитировать деятельность всего мозга.

Пока что подобных суперкомпьютеров не существует, однако, по оценке экспертов авторитетного журнала Computerworld и не менее авторитетной в этой области корпорации Intel, они появятся довольно скоро, уже в 2018 году. Ну а до тех пор нам придется обходиться своими обычными мозгами.