Quantumrun

КРЭДЫТ ВЫЯВЫ: Quantumrun

Чаму краіны змагаюцца за стварэнне самых вялікіх суперкампутараў? Будучыня кампутараў P6

Дэвід Таль, выдавец, футурыст
@DavidTalWrites
LinkedIn

Аў, 09 - 15:2020

Той, хто кантралюе будучыню вылічальнай тэхнікі, валодае светам. Тэхналагічныя кампаніі гэта ведаюць. Краіны гэта ведаюць. І вось чаму тыя бакі, якія імкнуцца атрымаць самы вялікі след у нашым будучым свеце, знаходзяцца ў панічнай гонцы за стварэннем усё больш магутных суперкампутараў.

Хто выйграе? І як менавіта акупяцца ўсе гэтыя вылічальныя інвестыцыі? Перш чым мы даследуем гэтыя пытанні, давайце падвядзем вынікі сучаснага суперкампутара.

Перспектыва суперкампутара

Як і ў мінулым, сённяшні сярэдні суперкамп'ютар - гэта вялізная машына, параўнальная па памеры з паркоўкай, якая змяшчае 40-50 аўтамабіляў, і яны могуць за дзень вылічыць рашэнне для праектаў, на якія звычайнаму персанальнаму камп'ютэру спатрэбяцца тысячы гадоў вырашаць. Адзіная розніца ў тым, што гэтак жа, як нашы персанальныя камп'ютэры павялічыліся ў вылічальнай магутнасці, таксама выраслі нашы суперкампутары.

Для кантэксту, сучасныя суперкамп'ютэры цяпер канкуруюць у маштабе петафлопа: 1 кілабайт = 1,000 біт 1 мегабіт = 1,000 кілабайт 1 гігабіт = 1,000 мегабіт 1 тэрабіт = 1,000 гігабіт 1 петабіт = 1,000 тэрабіт

Для перакладу жаргону, які вы прачытаеце ніжэй, ведайце, што «біт» - гэта адзінка вымярэння даных. Байты - гэта адзінка вымярэння лічбавай інфармацыі. Нарэшце, "Flop" азначае аперацыі з плаваючай кропкай у секунду і вымярае хуткасць вылічэнняў. Аперацыі з плаваючай кропкай дазваляюць вылічваць вельмі доўгія лікі, жыццёва важная здольнасць для розных навуковых і інжынерных абласцей і функцыя, для якой спецыяльна створаны суперкампутары. Вось чаму, кажучы пра суперкамп'ютары, індустрыя выкарыстоўвае тэрмін «флоп».

Хто кантралюе лепшыя суперкампутары свету?

Калі справа даходзіць да бітвы за суперкамп'ютарную перавагу, вядучыя краіны сапраўды тыя, каго вы чакаеце: у асноўным Злучаныя Штаты, Кітай, Японія і асобныя краіны ЕС.

Тым не менш, незалежна ад таго, наколькі прэстыжна доля ў сусветнай топ-10, сапраўды важная доля краіны ў сусветных суперкампутарных рэсурсах, і тут адна краіна вырвалася наперад: Кітай.

Чаму краіны спаборнічаюць за суперкампутарнае панаванне

Грунтуючыся на Рэйтынг 2017 года, Кітай з'яўляецца домам для 202 з 500 самых хуткіх у свеце суперкампутараў (40%), у той час як Амерыка кантралюе 144 (29%). Але лічбы значаць менш, чым маштаб вылічальнай тэхнікі, якую можа выкарыстоўваць краіна, і тут таксама Кітай кантралюе вядучую перавагу; Акрамя таго, што Кітай валодае двума з трох лепшых суперкампутараў (2018 г.), Кітай таксама валодае 35 працэнтамі сусветных суперкампутарных магутнасцей у параўнанні з 30 працэнтамі ЗША.

У гэты момант узнікае натуральнае пытанне: каго гэта хвалюе? Чаму краіны спаборнічаюць у стварэнні ўсё больш хуткіх суперкампутараў?

Што ж, як мы акрэслім ніжэй, суперкампутары з'яўляюцца спрыяльным інструментам. Яны дазваляюць навукоўцам і інжынерам краіны працягваць стабільны прагрэс (а часам і гіганцкія скачкі наперад) у такіх галінах, як біялогія, прагназаванне надвор'я, астрафізіка, ядзерная зброя і інш.

Іншымі словамі, суперкампутары дазваляюць прыватнаму сектару краіны ствараць больш прыбытковыя прапановы, а дзяржаўнаму сектару - працаваць больш эфектыўна. На працягу дзесяцігоддзяў гэтыя суперкампутарныя дасягненні могуць значна змяніць эканамічнае, ваеннае і геапалітычнае становішча краіны.

На больш абстрактным узроўні краіна, якая кантралюе найбольшую долю суперкампутарных магутнасцей, валодае будучыняй.

Пераадолеўшы экзафлопны бар'ер

Улічваючы рэаліі, выкладзеныя вышэй, не варта здзіўляцца, што ЗША плануюць вяртанне.

У 2017 годзе прэзідэнт Абама запусціў Нацыянальную стратэгічную вылічальную ініцыятыву ў рамках партнёрства паміж Міністэрствам энергетыкі, Міністэрствам абароны і Нацыянальным навуковым фондам. Гэтая ініцыятыва ўжо вылучыла ў агульнай складанасці 258 мільёнаў долараў шасці кампаніям на даследаванне і распрацоўку першага ў свеце суперкампутара Exaflop пад назвай Аўрора. (З некаторай пункту гледжання гэта складае 1,000 петафлопс, што прыкладна роўна магутнасці вылічэнняў 500 лепшых суперкампутараў свету разам узятых, і ў трыльён разоў хутчэй, чым ваш асабісты ноўтбук.) Гэты камп'ютар плануецца выпусціць прыблізна ў 2021 годзе і будзе падтрымліваць даследчыя ініцыятывы такіх арганізацый, як Дэпартамент нацыянальнай бяспекі, НАСА, ФБР, Нацыянальны інстытут аховы здароўя і многае іншае.

Рэдагаваць: у красавіку 2018 г Абвясціў урад ЗША 600 мільёнаў долараў на фінансаванне трох новых кампутараў exaflop:

* Сістэма ORNL пастаўлена ў 2021 г. і прынята ў 2022 г. (сістэма ORNL) * Сістэма LLNL пастаўлена ў 2022 г. і прынята ў 2023 г. (сістэма LLNL) * Патэнцыйная сістэма ANL пастаўлена ў 2022 г. і прынята ў 2023 г. (сістэма ANL)

На жаль для ЗША, Кітай таксама працуе над уласным суперкампутарам Exaflop. Такім чынам, гонка працягваецца.

Як суперкампутары дазволяць будучыя навуковыя прарывы

Раней намякалася, што сучасныя і будучыя суперкампутары дазволяць прарыў у шэрагу дысцыплін.

Сярод найбольш хуткіх паляпшэнняў, якія заўважыць грамадскасць, з'яўляецца тое, што штодзённыя гаджэты пачнуць працаваць нашмат хутчэй і лепш. Вялікія дадзеныя, якія гэтыя прылады перадаюць у воблака, будуць больш эфектыўна апрацоўвацца карпаратыўнымі суперкамп'ютарамі, так што вашы мабільныя персанальныя памочнікі, такія як Amazon Alexa і Google Assistant, пачнуць разумець кантэкст вашай прамовы і дасканала адказаць на вашы неапраўдана складаныя пытанні. Тоны новых нацельных прылад таксама дадуць нам дзіўныя здольнасці, напрыклад, разумныя затычкі для вушэй, якія імгненна перакладаюць мовы ў рэжыме рэальнага часу ў стылі Star Trek.

Сапраўды гэтак жа да сярэдзіны 2020-х раз Інтэрнэт рэчаў спее ў развітых краінах, амаль кожны прадукт, транспартны сродак, будынак і ўсё ў нашых дамах будзе падлучана да Інтэрнэту. Калі гэта адбудзецца, ваш свет стане больш лёгкім.

Напрыклад, ваш халадзільнік адправіць вам спіс пакупак, калі ў вас скончацца прадукты. Затым вы заходзіце ў супермаркет, выбіраеце згаданы спіс прадуктаў харчавання і выходзіце, не звяртаючыся ні да касіра, ні да касавага апарата - прадукты будуць аўтаматычна спісаны з вашага банкаўскага рахунку ў секунду, калі вы выйдзеце з будынка. Калі вы выйдзеце на стаянку, вас ужо будзе чакаць беспілотнае таксі з адкрытым багажнікам, каб пакласці вашы сумкі і адвезці дадому.

Але роля гэтых будучых суперкампутараў на макраўзроўні будзе значна большай. Некалькі прыкладаў:

Лічбавае мадэляванне: Суперкамп'ютары, асабліва ў экзамаштабе, дазволяць навукоўцам будаваць больш дакладнае мадэляванне біялагічных сістэм, такіх як прагноз надвор'я і доўгатэрміновыя мадэлі змены клімату. Сапраўды гэтак жа мы будзем выкарыстоўваць іх для стварэння лепшага мадэлявання дарожнага руху, якое можа дапамагчы ў распрацоўцы беспілотных аўтамабіляў.

Паўправадніковыя прыборы: Сучасныя мікрачыпы сталі занадта складанымі, каб група людзей магла эфектыўна распрацоўваць іх самастойна. Па гэтай прычыне перадавое камп'ютарнае праграмнае забеспячэнне і суперкамп'ютэры ўсё часцей адыгрываюць вядучую ролю ў архітэктуры камп'ютараў заўтрашняга дня.

сельская гаспадарка: Будучыя суперкамп'ютэры дазволяць распрацоўваць новыя расліны, устойлівыя да засухі, спякоты і салёнай вады, а таксама забяспечваць пажыўныя рэчывы - важная праца, неабходная для таго, каб пракарміць наступныя два мільярды чалавек, якія, па прагнозах, з'явяцца на свеце да 2050 г. Чытайце больш у нашым Будучыня чалавечага насельніцтва серыі.

Вялікая аптэка: Фармацэўтычныя фармацэўтычныя кампаніі нарэшце атрымаюць магчымасць цалкам апрацоўваць велізарны спектр геномаў чалавека, жывёл і раслін, што дапаможа ў стварэнні новых лекаў і метадаў лячэння розных распаўсюджаных і не вельмі хвароб у свеце. Гэта асабліва карысна падчас новых вірусных выбліскаў, такіх як пагроза ліхаманкі Эбола з Усходняй Афрыкі ў 2015 годзе. Будучыя хуткасці апрацоўкі дазволяць фармацэўтычным кампаніям аналізаваць геном віруса і ствараць індывідуальныя вакцыны на працягу некалькіх дзён, а не тыдняў ці месяцаў. Чытайце больш у нашым Будучыня здароўя серыі.

Нацыянальная бяспека: Гэта галоўная прычына, чаму ўрад так інвестуе ў распрацоўку суперкампутараў. Больш магутныя суперкампутары дапамогуць будучым генералам ствараць дакладныя баявыя стратэгіі для любой баявой сітуацыі; гэта дапаможа распрацаваць больш эфектыўныя сістэмы ўзбраення, а таксама дапаможа праваахоўным органам і шпіёнскім службам лепш ідэнтыфікаваць патэнцыйныя пагрозы задоўга да таго, як яны змогуць нанесці шкоду ўнутраным грамадзянскім асобам.

Штучны інтэлект

І тады мы падыходзім да спрэчнай тэмы штучнага інтэлекту (ШІ). Прарывы, якія мы ўбачым у галіне сапраўднага штучнага інтэлекту ў 2020-х і 2030-х гадах, цалкам залежаць ад сырой магутнасці будучых суперкампутараў. Але што, калі суперкамп'ютары, на якія мы намякалі на працягу ўсёй гэтай главы, могуць састарэць з дапамогай цалкам новага класа кампутараў?

Сардэчна запрашаем у квантавыя камп'ютэры - апошняя глава гэтай серыі знаходзіцца ў адным кліку.