Neuliteカーネルとは

概要

Neuliteカーネルは、生物物理学的ニューロンモデルとネットワークモデルのための 軽量なシミュレータ です。Allen Cell Types Database のニューロンモデルのシミュレーションに特化しています。

特徴

軽量設計

NeuliteはC17で記述されたクリーンなコードベースを特徴としており、軽量かつ高い拡張性を持ちます。

高い可搬性

Neuliteはラズベリーパイからスーパーコンピュータまで、様々なアーキテクチャで動作します。この高い可搬性により、ネットワーク構築とシミュレーション実行環境を分離することが可能です。例えば、依存ライブラリの多いネットワーク構築部分（Bionetlite）はローカルで実行し、生成されたファイルを元にNeuliteカーネルのみをスーパーコンピュータ上で利用することができます。

技術的詳細

設計思想

Neuliteの設計は UNIX哲学 の影響を受けており、以下の原則に従っています：

単純さの重視: 複雑さを避け、理解しやすいコードを目指す
モジュール化: 各コンポーネントが独立した機能を持つ
移植性: 特定の環境に依存しない設計

対象ニューロンモデル

Neuliteは Perisomatic model を採用したAllen Cell Types Databaseのニューロンモデルに特化しています。このモデルの詳細については、仕様と制限事項を参照してください。

使用環境

推奨環境

環境: Linux、macOSなど
コンパイラ: C17対応のCコンパイラ（gcc 7.0以上推奨）

富岳での実績

Neuliteは「富岳」スーパーコンピュータ向けに最適化され、900万個の生物物理学的ニューロンと260億個のシナプスを含むマウス全皮質の顕微鏡レベルでのシミュレーションを実現した実績があります（Publication を参照）。

採用技術:

Scalable Vector Extensions (SVE): SIMDベクトル計算を全面的に活用
並列実装: 大規模ネットワークの効率的なシミュレーション
MPI対応: ノード間並列処理