Investigation of existing systems of modelling brain activity with the aim of identifying problem areas and high complexity software imperfection

Abstract

Для решения большого количества задач быстродействия стандартных алгоритмов не хватает, поэтому появилась тенденция задействовать подходы, моделирующие мышление. В данной работе исследованы существующие проекты по моделированию деятельности мозга, а также предложена конфигурация экспериментальной установки, основанная на особенности функциональной асимметрии головного мозга: левое полушарие (аналитическое) моделируется современными графическими ускорителями NVIDIA Tesla P100, правое полушарие сопроцессором IBM Power9, созданного для решения задач искусственного интеллекта. Связь между компонентами осуществляется по сети InfiniBand QDR. Ключевая характеристика системы - балансировка всех компонент по скорости и производительности (разбалансировка в человеческом мозге - это и есть когнитивное расстройство, психическое заболевание). Поэтому скорости всех компонент должны быть грубо сравнимы. Поскольку для оценки аналитических способностей применяется умножение матрицы на вектор, то для тестирования аналитической части применяется High Perfomance Linpack. Тестирование "правого полушария" основано на распознавании образов, тестирование коммуникатора - на передаче данных.

To solve a large number of tasks, the speed of standard algorithms is not enough, so there was a tendency to use approaches that model thinking. In this work, existing projects on modeling brain activity have been investigated, and a configuration of the experimental setup based on the features of functional asymmetry of the brain has been proposed: the left hemisphere (analytical) is modeled by modern NVIDIA Tesla P100 graphics accelerators, the right hemisphere by the IBM Power9 coprocessor. Communication between components is carried out via the InfiniBand QDR network. The key characteristic of the system is the balancing of all components in terms of speed and performance (imbalance in the human brain - this is cognitive disorder, mental illness). Therefore, the speeds of all components must be roughly comparable. Since to evaluate the analytical abilities matrix multiplication by vector is used, High Perfomance Linpack is used to test the analytical part. Testing the "right hemisphere" is based on pattern recognition, communicator testing - on data transmission.