Human Brain Project släpper ny rapport om exaskalig beräkningskraft

Forskare vid Human Brain Project (HBP) har i en ny forskningsrapport beskrivit hur framsteg inom neurovetenskap kräver högpresterande teknologi och så småningom kommer att behöva exaskalig beräkningskraft.

HBP är det största hjärnforskningsprojektet i Europa och ett av de största forskningsprojekten som någonsin finansierats av Europeiska unionen. Projektet undersöker hjärnan och dess sjukdomar med hjälp av mycket avancerade metoder från områden som datavetenskap, neuroinformatik och artificiell intelligens (AI).

Superdatorer som verktyg för hjärnan

Katrin Amunts är en av forskarna och vetenskaplig direktör för HBP, direktör för C. och O. Vogt-Institutet för hjärnforskning, Universitätsklinikum Düsseldorf och direktör för Institutet för neurovetenskap och medicin (INM-1) vid Forskningscentrum Jülich.

“Att förstå hjärnan i all dess komplexitet kräver insikter från flera skalor – från genetik, celler och synapser till helorgan-nivå”, säger Amunts. “Detta innebär att man arbetar med stora mängder data, och superdatorer blir ett oumbärligt verktyg för att hantera hjärnan.”

Thomas Lippert är direktör för Jülich Supercomputing Centre och ledare för superdatorberäkningar i HBI.

“Det är en spännande tid för superdatorer”, säger Lippert. “Vi får många nya förfrågningar från forskare inom neurovetenskapssamhället som behöver kraftfulla beräkningar för att hantera hjärnans komplexitet. Som svar utvecklar vi nya verktyg som är anpassade för att undersöka hjärnan.”

Det finns cirka 86 miljarder neuroner som utgör triljoner kontaktpunkter i den mänskliga hjärnan. Genom att avbilda en hel hjärna i cellupplösning kan data i storleksordningen flera petabyte produceras. En elektronmikroskopi av hela hjärnan skulle resultera i mer än en exabyte data.

“Hjärnforskning, medicin och informations-teknik står inför utmaningar som bara kan hanteras genom att förena krafterna från alla tre områden”, tillägger Amunts.

Datautmaningen inom neurovetenskap

Human Brain Project:s forskningsinfrastruktur EBRAINS fokuserar på att hantera den stora datautmaningen inom neurovetenskap. Genom denna infrastruktur finns en mängd verktyg, data- och beräkningstjänster tillgängliga för hjärnforskare. De kan komma åt superdatorer via den federerade infrastrukturen Fenix, som har etablerats av Europas ledande superdatorcentra.

Europa förväntas distribuera sina första två exaskaliga superdatorer inom de närmaste fem åren. Superdatorerna kommer att förvärvas av den europeiska gemensamma satsningen på högpresterande datorer (EuroHPC JU), som är ett samarbete mellan EU, europeiska länder och privata partner.

“Hjärnforsknings-samhället står redo att använda dessa exaskaliga system”, avslutar Amunts.