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Von-Neumann-Architektur-Limits knacken

Neuromorphe Systeme

28. Juni 2016, 11:44 Uhr | Iris Stroh

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Vorzeigeprojekt der EU: Human Brain Project

as Human Brain Project (HBP) von der EU-Kommission wurde 2013 als eines der Vorzeigeprojekte der EU aufgesetzt. Immerhin war man bereit, knapp 1,2 Mrd. Euro (EU und Partnerländer) bereitzustellen, um folgendes Ziel zu erreichen: innerhalb von zehn Jahren eine vollständige Computersimulation des menschlichen Gehirns zu erstellen, um ein Verständnis der Gehirnstrukturen und Gehirnfunktionen durch die Entwicklung und Nutzung neuartiger Informations- und Kommunikationstechnologien zu ermöglichen, wodurch beispielsweise neue Ansätze für die Diagnose und Therapie neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen gefunden werden können.

2014 kam es allerdings zu einem Zerwürfnis unter den Wissenschaftlern. Die Folge: der umstrittenen Projektkoordinator Henry Markram wurde durch 22 Direktoriumsmitglieder ersetzt und die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne (hier forscht Markram) durch die Universitätsklinik Genf abgelöst.

Jetzt wurden dennoch erste Ergebnisse vorgestellt. Im März 2016 ging das Computersystem BrainScaleS am Kirchhoff-Institut für Physik der Uni Heidelberg an den Start. Parallel dazu wurde an der Universität Manchester ein komplementäres System von vergleichbarer Größe mit dem Namen SpiNNaker in Betrieb genommen. Das unter Federführung eines Forschungsteams von Prof. Dr. Karlheinz Meier entstandene BrainScaleS-System wurde im Rahmen des von der Europäischen Kommission geförderten Human Brain Project (HBP) aufgebaut. Es besteht aus 20 Siliziumwafern mit 4 Mio. Neuronen und 1 Mrd. synaptischer Verbindungen. Damit können Lern- und Entwicklungsprozesse mit einem tausendfachen Beschleunigungsfaktor nachgeahmt werden, so dass die Simulation eines Tages auf 100 s komprimiert wird. Neben der Grundlagenforschung im Bereich der Selbstorganisation neuronaler Netze liegen potentielle Anwendungen auf dem schnell wachsenden Gebiet des kognitiven Computing und speziell einer energie- und zeiteffizienten Umsetzung des „Deep Learning“, wie es von Unternehmen wie Google und Facebook auf konventionellen Computern zur Analyse großer Datenmengen entwickelt wird.

Mit SpiNNaker wurde unter der Leitung des Informatikers Prof. Dr. Steve Furber ein System aus 500.000 ARM-Kernen aufgebaut. Zusammen bilden die Systeme in Heidelberg und Manchester die »Neuromorphic Computing Platform« des Human Brain Project.