HPE-Supercomputer simuliert Gehirne von Säugetieren an der EPFL

Hewlett Packard Enterprise (HPE) hat am 9. Juli 2018 abends bekannt geben, dass die Firma für das Blue Brain Project (BBP) der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) einen Supercomputer gebaut hat. Mit dem Supercomputer namens "Blue Brain 5" sollen ganze Regionen des Mausgehirns modelliert werden. "Unsere Mission ist es, Technologien zu entwickeln, die unsere Lebensqualität verbessern, einschliesslich Technologien für das Gesundheitswesen, die gezielte Behandlungen ermöglichen und Leben retten", sagte Antonio Neri, Präsident und CEO von HPE während der offiziellen Ankündigung in einer Reuters-Newsmaker-Veranstaltung.

In einem Webcast vor der offiziellen Bekanntgabe standen Experten des Blue Brain Projects und von HPE Rede und Antwort zum neuen Supercomputer. Sie informierten auch über die zukünftigen Pläne.

Das Verständnis des Gehirns sei entscheidend für die Diagnose und Behandlung von Hirnerkrankungen, sagte Henry Markram, Gründer und Direktor des Blue Brain Projects. Allerdings seien Hirnstörungen komplexe Phänomene, die von Genen über Schaltkreise bis hin zum gesamten Gehirn reichen. Das BBP will die Rekonstruktion und Simulation von digitalen Gehirnmodellen einsetzen, um ein Verständnis der verschiedenen Hirnebenen zu erhalten. Dadurch wollen die Forscher herausfinden, wo bei Hirnerkrankungen Störungen auftreten, sagte Markram weiter.

Simulation ist keine einfache Aufgabe

Felix Schürmann, Co-Direktor vom Blue Brain Project, ergänzte, dass das Verstehen des Gehirns eine der grössten Herausforderungen im Bereich der Datenverarbeitung sei. Für die Simulations-Neurowissenschaften seien technologische Instrumente auf höchstem Standard nötig, betonte er. "Die Modellierung eines einzelnen Neurons bei Blue Brain führt heute zu rund 20'000 gewöhnlichen Differentialgleichungen - bei der Modellierung ganzer Hirnregionen sind es schnell 100 Milliarden Gleichungen, die gleichzeitig gelöst werden müssen", ergänzte Markam.

Mit dem Blue Brain Project ist die EPFL nach eigenen Angaben ein Pionier bei der Rekonstruktion und Simulation digitaler Gehirnmodelle zur Bewältigung dieser Herausforderung. "Blue Brain 5" soll systematisch Open-Access-Daten, Modelle und Open-Source-Tools veröffentlichen. Damit soll der Forschungsgemeinschaft, wie etwa dem European Human Brain Project, geholfen werden, das Gehirn auf seinen verschiedenen Organisationsebenen zu verstehen. Der neue Supercomputer soll mittels simulationsbasierter Forschung, Analyse und Visualisierung das Verständnis des Gehirns fördern.

Supercomputer-Technologie für 18 Millionen Franken

Nach einem strikten Beschaffungsprozess gemäss den Supercomputer-Anforderungen der wissenschaftlichen Roadmap erhielt HPE eigenen Angaben zufolge Ende 2017 einen ersten Auftrag von der EPFL. Einschliesslich einer Anschlussphase liege der Gesamtwert für die Bereitstellung von Supercomputer-Technologie und -Expertise bei bis zu 18 Millionen Schweizer Franken, wie es weiter heisst.

Der von HPE entwickelte Supercomputer auf Basis des Systems HPE SGI 8600 soll laut Eng Lim Goh, Vizepräsident und CTO, massgeschneiderte und skalierbare Rechenleistung ermöglichen. Der Supercomputer HPE SGI 8600 des Blue Brain Projects besteht aus 372 Rechenknoten, die 1,06 Petaflops Spitzenleistung liefern. Der Mitteilung zufolge verfügt das System über 94 Terabyte Speicher und arbeitet mit Intel-Xeon-Gold-6140 und Intel-Xeon-PhiTM-7230-Prozessoren sowie NVIDIA Tesla- V100-Grafikprozessoren.

Das System nutzte Single- und Dual-Rail-Mellanox-Infiniband-Hochleistungsnetzwerke und verfügt über 4 Petabyte Hochleistungsspeicher von Datadirect-Networks mit mehr als 50 GB/s aggregierter Bandbreite. Hin zu komme ein 80 GB/s Infinite-Memory-Engine mit Flash-basierten Burst-Puffer, wie HPE weiter mitteilt.