Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 168

Идея не новая, но от неё уже рукой подать до трудностей с миниатюризацией микропроцессоров. Количество элементов на чипе? Не нужно быть экспертом, чтобы понять, в каком случае отдача от улучшения такого — чисто рекламного — показателя выше: когда несколько лет подряд продажи персоналок остаются на месте либо слабеют или когда они растут на 15 процентов в год и более (как было со второй половины 90-х до недавнего времени).

Так что Закон Мура ещё действует. Но, прыгнув неоправданно высоко в погоне за нанометрами, обзаведясь слишком дорогими фабриками, микропроцессорная индустрия должна сделать передышку и подтянуть производительность. Что, очевидно, мы и наблюдаем. Постепенно накапливая ставший привычным десятипроцентный инкремент производительности за год либо скачком, микропроцессоры должны выйти на уровень, качественно отличающийся от достигнутого сегодня. Случится прорыв благодаря экстремальной многоядерности(кау у Intel, работающей над Xeon Phi/Knights Corner) или гетерогенному компьютингу (как у AMD, подтягивающей CPU за счёт GPU), не так важно. Важнее, что под качественно новые мощности обязательно найдутся новые задачи — и появятся деньги, стимул, причина сделать следующий рывок по шкале плотностей. К 10 нанометрам, а может быть, и дальше, кто знает?

В статье использованы иллюстрации Electronics Magazine, MIT, Intel

К оглавлению

Опубликовано10 апреля 2013

Около 86 миллиардов нейронов. Около ста триллионов синапсов. Средняя масса — 1,5 кг, средний объём — 1130 см 3. Таковы характеристики головного мозга взрослого человека. Сами по себе эти значения неспециалистам говорят немного. Однако даже неспециалист легко представит, какие ресурсы должны быть затрачены для того, чтобы составить полную карту головного мозга человека со всеми его многочисленными структурами — и установить их назначение.

В начале февраля научный мегапроект, нацеленный на «понимание» головного мозга человека, анонсировали европейские исследователи. Затем в начале апреля правительство США объявило о готовности выделить 100 млн долларовна сходный (по существу) проект уже в Америке. Понятно, что для предприятия таких масштабов 100 млн — мягко говоря, негусто: по некоторым оценкам, на американский проект за ближайшее десятилетие уйдёт более трёх миллиардов долларов. Предварительная оценка европейского проекта несколько скромнее — 1,19 млрд евро. Впрочем, учитывая, что бюджет подобных начинаний со временем может начать разрастаться, не исключено, что в итоге будут затрачены в разы большие суммы, что в Европе, что в США.

Ради чего?

Человеческий мозг представляет собой Terra Incognita мировой науки. Это аксиома, по крайней мере, пока. На разного рода исследования мозга ушли многие десятилетия, и недаром: нейрохирурги сегодня творят чудеса. И тем не менее неизведанного по-прежнему куда больше, чем изведанного.

«Функционирование отдельных клеток достаточно хорошо объяснено, однако понимание того, как в результате взаимодействия тысяч и миллионов нейронов мозг функционирует как целое, доступно лишь в очень упрощённом виде и требует дальнейших глубоких исследований», — справедливо указывается в соответствующей статье в Википедии.

Да, наука знает, за что отвечают отдельные области мозга; где располагаются двигательный, речевой центры, какие области отвечают за формирование памяти, а какие — за удовольствия. Однако, как уже сказано, есть масса вопросов, на которые ответы отсутствуют. Мозг человека отвечает за жизнедеятельность всего его организма в целом, а также и за мыслительные процессы. За разум. А что это такое?

Регулярно приходится читать и слышать об очередном техническом методе и инструментах для «чтения мыслей», для считывания визуальных образов и воспоминанийи тому подобных прекрасных вещах. Но какими бы сложными и высокотехнологичными ни были подобного рода эксперименты, остаётся громадное количество «белых пятен» — их по-прежнему чуть ли не больше, чем исследованных сколько-нибудь подробно областей.

Европейские и американские исследователи решились на проекты, которые по своей сложности не уступают, а возможно, и значительно превышают сложность проекта по расшифровке генома человека (бюджет которого составил около 3 млрд. долларов).

Похоже, более уместным будет сравнение проектов Human Brain Project (Европа) и Brain Activity Map Project (США) со строительством Большого Адронного коллайдера (уже потому, что решаются сходные по фундаментальности задачи). И надо заметить, аналогии с Вавилонской башней тоже напрашиваются.

Цель проекта Human Brain Project— собрать воедино все имеющиеся у мировой науки на сегодняшний день знания о человеческом мозге. Затем, исходя из этих данных, смоделировать человеческий мозг с помощью суперкомпьютерных технологий. То есть, по сути, осуществить «обратную разработку» (reverse engineering) человеческого мозга с тем, чтобы в деталях выяснить содержание его «исходного кода» и из отдельных фрагментов получить цельную картину.

http://www.youtube.com/watch?v=JqMpGrM5ECo

Проект потребует усилий множества людей. Те, кто уже сейчас имеют прямое отношение к проекту, вполне открыто говорят, что создание новых технологий — чуть ли не главная цель Human Brain Project.

Профессор Генри Маркрэм, один из директоров Human Brain Project, заявил: «То, что предлагаем мы, — это формирование радикально нового предприятия для исследования и понимания мозга, его заболеваний; и на основании этих знаний — создания новых вычислительных технологий».

Речь идёт о так называемых «нейроморфных» компьютерах, которые будут имитировать работу нейронов и синапсов, комбинируя «мощность электроники с гибкостью человеческого разума». Таким образом, предполагается, что новые — радикально новые — вычислительные технологии станут результатом всего этого десятилетнего проекта.

Американцы, судя по имеющейся информации, действуют в противоположном направлении.

Американский Brain Activity Map Project имеет более длинное (и адекватное содержанию) название: Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies— «Исследования мозга путём развития инновационных нейротехнологий». Конечной заявленной целью 13-летней продолжительности проекта является создание полной карты мозга на уровне отдельных нейронов. То есть поклеточно. То есть с описанием, чем именно занят каждый нейрон в каждый конкретный момент.

И вот тут точно понадобятся новые технологии, уже просто потому, что сейчас отсутствуют технологии для регистрации импульсов нейронов в режиме «реального времени».