DAMNED: A Distributed and Multithreaded Neural Event-Driven simulation framework

In a Spiking Neural Networks (SNN), spike emissions are sparsely and irregularly distributed both in time and in the network architecture. Since a current feature of SNNs is a low average activity, efficient implementations of SNNs are usually based on an Event-Driven Simulation (EDS). On the other hand, simulations of large scale neural networks can take advantage of distributing the neurons on a set of processors (either workstation cluster or parallel computer). This article presents DAMNED, a large scale SNN simulation framework able to gather the benefits of EDS and parallel computing. Two levels of parallelism are combined: Distributed mapping of the neural topology, at the network level, and local multithreaded allocation of resources for simultaneous processing of events, at the neuron level. Based on the causality of events, a distributed solution is proposed for solving the complex problem of scheduling without synchronization barrier.Comment: 6 page

Simulation pulsverarbeitender neuronaler Netze : eine ereignisgetriebene und verteilte Simulation pulsverarbeitender neuronaler Netze

In dieser Arbeit werden die Eigenschaften von pulsverarbeitenden Neuronalen Netzen (PVNN) untersucht und eine daraufhin optimierte Lösung in Form des Simulationssystems SPIKELAB vorgestellt. SPIKELAB implementiert eine ereignisgetriebene und verteilte Simulation, welche die Eigenschaften pulsverarbeitender neuronaler Netze, wie z. B. die geringe Aktivität dieser Netzwerke, deren spärliche Vernetzung und die Verzögerung zwischen Neuronen, explizit behandelt und ein dadurch gegebenes Optimierungspotential ausschöpft. Zudem werden die Pulse im Netzwerk alleine durch den Zeitpunkt ihres Auftretens modelliert, wodurch trotz der in SPIKELAB eingesetzten Optimierungen, ohne Eingriff in das Simulationsverfahren, nahezu beliebige Berechnungsmodelle für Neuronen implementiert werden können. Die ereignisgetriebene Simulation wird in dieser Arbeit quantitativ mit einem üblicherweise verwendeten Zeitscheibenverfahren verglichen. Die Beschleunigung durch eine Verteilung der Simulation wird quantitativ an repräsentativen Beispielnetzwerken aufgezeigt. Schließlich zeigt die in dieser Arbeit entwickelte Beschleunigungshardware RACER in welcher Weise eine ereignisgetriebene Simulation durch Hardware beschleunigt und wie analoge und digitale Hardware in die Simulation eingebunden werden kann

Distributed, Event Driven Simulation of Spiking Neural Networks Dipl.-Ing. Cyprian Graßmann

We present the architecture of a simulator that is able to simulate large networks of spiking neurons using a distributed event driven simulation. Contrary to a time driven simulation, which is usually used to simulate spiking neural networks, our simulation needs less computational resources because of the low average activity of typical networks. The simulator is divided into a set of communicating sub-simulators running concurrently on several workstations, where each sub-simulator handles a part of the network. The paper addresses the problems of synchronisation between the sub-simulators and how information contained in the network topology and properties of neuron models are used to solve them. Preliminary results are presented for two simple model networks illustrating the speed up gained by a distribution of the simulation. 1