SpiNNaker: Forscher der Uni Manchester simulieren das menschliche Hirn mit über einer Million CPU-Kerne

Mehr als zehn Jahre dauerten Planung und Aufbau. Nun hat die Universität von Manchester erstmals das neuromorphe System, das unter der Bezeichnung SpiNNaker läuft, was kurz für Spiking Neural Network Architecture steht, in Betrieb genommen. Fortan sollen die mehr als eine Million CPU-Kerne in dem System, das die Forscher auch als 106-Maschine bezeichnen - aufgrund der 106 CPU-Kerne - die Funktionsweise vernetzter Neuronen imitieren.

SpiNNaker setzt auf ARM-Prozessoren

Primäre Aufgabe des Systems ist die Erforschung des neuromorphen Rechnens, was auch im Rahmen des Human Brain Project geschieht. Darunter, sowie auch unter die Kategorie neuromorpher Systeme, fallen bereits die unlängst betriebenen BrainScaleS-Systeme der Universität Heidelberg und des Kirchhoff-Instituts für Physik, in denen jeweils sogar vollständige Wafer verbaut sind.

Die gibt es im SpiNNaker nicht. Stattdessen sollen vernetzte Neuronen mittels ARM-Prozessoren simuliert werden. Das ist auch nicht verwunderlich, wenn man bedenkt, dass ARM-Mitentwickler Prof. Steven Furber federführend bei dem Projekt der Uni Manchester war und ist. 57.600 Prozessorchips wurden in dem System verbaut. Jeder Chip beinhaltet 18 Rechenkerne vom Typ ARM968 sowie einen Netzwerk-Interconnect mit sechs Ports. Für das neuromorphe Rechnen werden letztlich nur 16 Kerne genutzt. Die restlichen zwei Kerne dienen als Reserve beziehungsweise der Systemverwaltung. 1,0368 Millionen Kerne sind es in Summe, 921.600 davon kümmern sich um die Hauptaufgabe des Systems. In Sachen Arbeitsspeicher gibt es insgesamt 7 TiByte, wobei je 128 MiByte DRAM auf jeweils einen Zusatzchip, die im gleichen Prozessorgehäuse wie die Prozessoren verbaut sind, entfallen.

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Das vollständige System mit einer Leistungsaufnahme von 90 Kilowatt setzt sich aus insgesamt 10 Racks zusammen. In jedem Rack stecken 5-Sub-Gehäuse mit je 24 SpiNN-5-Karten. Die enthalten wiederum 48 SpiNNaker- sowie zusätzlich FPGA-Chips die zur Ein- und Ausgabe genutzt werden. Insgesamt streben die Forscher mit der Hardware die Simulation in der Größenordnung von einem Prozent des menschlichen Gehirns und damit einer Milliarde Neuronen in Echtzeit an.

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SpiNNaker: Forscher der Uni Manchester simulieren das menschliche Hirn mit über einer Million CPU-Kerne Forscher an der Universität von Manchester haben mit dem SpiNNaker ein neuromorphes System in Betrieb genommen, welches rund ein Prozent des menschlichen Gehirns in Echtzeit simulieren soll. Dafür werden mehr als eine Million CPU-Kerne genutzt.

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