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O IBM, EPFL e ETH Zürich exploram a estratégia híbrida nova da memória para super-computadores

Para segurar grandes quantidades de dados dos modelos detalhados do cérebro, o IBM, EPFL, e ETH Zurique estão colaborando em uma estratégia híbrida nova da memória para super-computadores -- isto ajudará o cérebro azul a projectar-se e o projecto do cérebro humano consegue seus objetivos

Motivado por exigências extraordinárias para a neurociência, a pesquisa do IBM, o EPFL, e o ETH Zürich através do centro nacional suíço CSCS da supercomputação, estão explorando como combinar tipos diferentes de memória - a GOLE, que é padrão para a memória do computador, e a memória Flash que é aparentada às varas de USB - para o desempenho menos caro e óptimo da supercomputação.

O projecto azul do cérebro, por exemplo, está construindo modelos detalhados do cérebro do roedor baseado em vastas quantidades de informação - dados experimentais de incorporação e um grande número parâmetros - para descrever cada neurônio e como conectam entre si. Os blocos de apartamentos da simulação consistem nas representações realísticas dos neurônios individuais, incluindo características como a forma, tamanho, e o comportamento elétrico.

Dado os aproximadamente 70 milhão neurônios no cérebro de um rato, por exemplo, uma enorme quantidade dos dados precisa de ser alcançada para que a simulação seja executado eficientemente.

“a pesquisa Dados-intensiva tem as exigências do super-computador que vão bem além da potência computacional alta,” diz o pesquisador Felix Schürmann de EPFL do projecto azul do cérebro em Lausana. “Aqui, nós investigamos tipos diferentes de memória e como é usada, que é crucial construir modelos detalhados do cérebro. Mas os pedidos para esta tecnologia são muito mais largos.”

70 milhão neurônios para o IBM novo Gene/Q azul

O projecto azul do cérebro adquiriu um super-computador azul novo do IBM Gene/Q a ser instalado em CSCS em Lugano, Suíça. Esta máquina tem quatro vezes a memória do super-computador usado pelo projecto azul do cérebro até agora, mas este ainda não pode ser bastante para modelar um cérebro do rato a nível desejado de detalhe. O desafio para cientistas é alterar o super-computador de modo que possa modelar não somente mais neurônio-como muitos como os 70 milhões no rato cérebro-mas com ainda mais detalhe ao usar menos recursos.

Os pesquisadores aspiram fazer apenas aquele projetando tipos diferentes de memória. O Gene/Q azul vem equipado com os 64 Terabyte da memória da GOLE. Mas este tipo de memória, que é ubíquo em computadores pessoais, perde dados quase instantaneamente quando a potência é desligada.

Os cientistas planeiam impulsionar a capacidade do super-computador combinando a GOLE com um outro tipo de memória que fez sua maneira em dispositivos diários, das câmeras aos telefones móveis: memória Flash. Ao contrário da GOLE, a memória Flash pode reter a informação, mesmo sem potência, e é muito mais disponível. O super-computador novo do projecto azul do cérebro integra eficientemente 128 Terabyte da memória Flash com os 64 Terabyte da memória da GOLE.

“Estes avanços tecnologicos ajudarão não somente cientistas a modelar o cérebro, mas igualmente contribuirão aos sistemas evidência-baseados futuro,” diz o cientista computacional Alessandro Curioni da pesquisa do IBM, que é baseado em Zurique.

Para tomar a vantagem completa desta mistura nova de memória, o IBM tem desenvolvido uma arquitetura de sistema evolutiva da memória, quando os pesquisadores de EPFL e de ETH Zürich trabalharem no software de nível elevado para aperfeiçoar esta memória híbrida para simulações em grande escala e a supercomputação interactiva.

“A máquina resultante não pode necessariamente ser o super-computador o mais rápido no mundo, mas abrirá certamente avenidas novas para a ciência dados-intensiva,” diz o pesquisador de ETH Zürich e o director Thomas Schulthess de CSCS. “Os resultados desta colaboração apoiarão investigações científicas através de todos os tipos de aplicações intensivas dos dados que incluem a astronomia, os geosciences e os cuidados médicos.”

Para o cérebro humano

O projecto azul do cérebro tem-se transformado recentemente o núcleo de um projecto ainda mais ambicioso, o projecto europeu do cérebro humano da capitânia, igualmente coordenado por EPFL. O projecto do cérebro humano enfrenta a tarefa intimidante de fornecer as ferramentas técnicas para integrar tantos dados como possível em modelos detalhados do cérebro humano em 2023.

Calculado em 90 bilhão neurônios, o cérebro humano comparado àquele de um rato contem aproximadamente mil vezes mais neurônios. A estratégia nova para usar a memória híbrida é uma etapa importante para a ajuda da reunião do projecto do cérebro humano um seu objetivo de 10 anos.

Enquanto vai com pesquisa e inovação, uma perseguição científica está empurrando os limites da tecnologia, conduzindo às ferramentas novas e mais poderosas. O cérebro azul e os projectos do cérebro humano trouxeram na perspectiva a necessidade de tratar os cálculos complexos e incomuns, exigindo a tecnologia do super-computador onde a velocidade não é simplesmente bastante.