HPE helpt EPFL Blue Brain-project om breingeheimen te ontsluieren

Hewlett Packard Enterprise (HPE) heeft bekendgemaakt dat de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) HPE heeft gekozen voor de bouw van een nieuwe-generatie supercomputer voor modellering en simulatie van het zoogdierbrein. De computer wordt ingezet voor het Blue Brain Project, een Zwitsers programma voor hersenonderzoek. De nieuwe supercomputer, ‘Blue Brain 5’ genaamd, wordt gebruikt voor neurowetenschappelijke simulaties ten behoeve van onderzoek, analyse en visualisering, om zo meer inzicht in de werking van ons brein te verkrijgen.

Hersenaandoeningen vormen een complex probleemgebied, met verschillende niveaus, van genen en neuronencircuits tot en met het hele brein. Een integraal overzicht van de manier waarop deze niveaus in elkaar grijpen en tot verstoringen in de hersenen kunnen leiden, is cruciaal om meer inzicht te krijgen in de werking van onze hersenen. Het Blue Brain-project kiest een nieuwe benadering met het reconstrueren en simuleren van digitale hersenmodellen om dit vraagstuk op te lossen. Blue Brain geeft regelmatig open-access data, modellen en open-source tools vrij om andere initiatieven, zoals het European Human Brain Project, te helpen meer inzicht te krijgen in het brein en de verschillende organisatorische niveaus ervan.

Het Blue Brain-project volgde een grondig aanbestedingsproces, uitgaande van de supercomputing-eisen als vastgelegd in een wetenschappelijk stappenplan. Na beoordeling van de inschrijvingen kreeg HPE eind 2017 een eerste contract toegewezen. Samen met een vervolgfase kan de totale waarde voor levering van state-of-the-art supercomputertechnologie en bijbehorende expertise oplopen tot 18 miljoen Zwitserse frank. De supercomputer die HPE bouwt is gebaseerd op het HPE SGI 8600-systeem en levert op maat gesneden en schaalbare rekencapaciteit om het Blue Brain-project in staat te stellen de doelen van het wetenschappelijke stappenplan voor 2020 te realiseren. Hoofddoel is complete delen van het muizenbrein in een model te vatten, met name de thalamus en de neocortex.

“Het is onze missie om technologieën te ontwikkelen die ons leven beter maken, onder meer door de medische sector te ondersteunen met technologieën voor specifieke, levensreddende behandelingen”, zegt Antonio Neri, bestuursvoorzitter en CEO van HPE. “Via het Blue Brain-project kunnen we geavanceerde supercomputer- en maatwerkapplicaties leveren voor nieuw onderzoek dat kan leiden tot baanbrekende vooruitgang in de neurowetenschappen en de samenleving als geheel.”

HPE ontwikkelde Blue Brain 5 specifiek voor de diverse rekenintensieve uitdagingen van de re-engineering- en simulatieworkflows van het Blue Brain-project. De flexibele architectuur van het HPE SGI 8600-systeem is cruciaal voor de missie van het project, omdat het systeem hiermee verschillende subsystemen kan hosten die elk gericht zijn op specifieke taken, zoals visualisatie en deep learning, terwijl ze als één systeem beheerd kunnen worden. Blue Brain 5 integreert vier verschillende configuraties, die elk zijn geoptimaliseerd voor een ander taakprofiel, en elk met hun specifieke sterktes in termen van geheugenbandbreedte, netwerkbandbreedte, verwerkingskracht, grafische prestaties en input/output.

“Het succes van de wetenschappelijke missie van het Blue Brain-project is sterk afhankelijk van onze supercomputingprestaties,” zegt Felix Schürmann, Co-Director van het Blue Brain-project. “Het modelleren van een afzonderlijk neuron binnen Blue Brain vergt zo’n 20.000 gewone differentiaalvergelijkingen. Wanneer je hele hersendelen wilt modelleren, gaat het al gauw om 100 miljard vergelijkingen die tegelijk moeten worden opgelost. HPE helpt ons bij de opzet van de technologische supercomputingomgeving die dit mogelijk maakt.”

De HPE SGI 8600 supercomputer van het Blue Brain-project bestaat uit 372 rekennodes die samen 1,06 petaflops piekperformance kunnen leveren. Het systeem is uitgerust met 94 terabyte geheugen – overeenkomend met het werkgeheugen van 23.000 laptops – en draait op Intel® Xeon® Gold 6140 en Intel® Xeon Phi™ 7230 processors, en NVIDIA® Tesla® V100 grafische processors. Het systeem gebruikt single en dual-rail Mellanox InfiniBand high-performance netwerken en wordt ondersteund door 4 petabyte high-performance opslag van DataDirect Networks (DDN), goed voor meer 50GB/s geaggregeerde bandbreedte, in combinatie met een innovatieve 80 GB/s Infinite Memory Engine (IME) flash-gebaseerde burst-buffer.

Met het HPE SGI 8600-systeem, dat werd ontworpen voor aanpak van de meest complexe problemen en inzet in enkele van ’s werelds snelste supercomputers, kan Blue Brain opschalen naar duizenden nodes in een eenvoudig te beheren architectuur. Het systeem werkt met energiezuinige vloeistofkoeling, waarbij geen warme lucht in het datacenter wordt uitgestoten. Het nieuwe systeem is inmiddels geïnstalleerd in het Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) in Lugano, Zwitserland.