Quantumrun

КРЕДИТ ЗА ИЗОБРАЖЕНИЕ: Quantumrun

Защо държавите се състезават да създадат най-големите суперкомпютри? Бъдещето на компютрите P6

Дейвид Тал, издател, футурист
@DavidTalПише
LinkedIn

вт., 09 г. - 15:2020 ч

Който контролира бъдещето на компютрите, притежава света. Технологичните компании го знаят. Държавите го знаят. И затова тези страни, които се стремят да притежават най-големия отпечатък върху нашия бъдещ свят, са в паническа надпревара за изграждане на все по-мощни суперкомпютри.

Кой печели? И как точно ще се изплатят всички тези компютърни инвестиции? Преди да проучим тези въпроси, нека обобщим състоянието на съвременния суперкомпютър.

Суперкомпютърна перспектива

Точно както в миналото, днешният средностатистически суперкомпютър е масивна машина, сравнима по размер с паркинг, който побира 40-50 коли, и те могат да изчислят за един ден решението за проекти, за което на средния персонален компютър биха били необходими хиляди години решавам. Единствената разлика е, че точно както нашите персонални компютри са достигнали изчислителна мощ, така и нашите суперкомпютри.

За контекст, днешните суперкомпютри сега се конкурират в петафлопов мащаб: 1 килобайт = 1,000 бита 1 мегабит = 1,000 килобайта 1 гигабит = 1,000 мегабита 1 терабит = 1,000 гигабита 1 петабит = 1,000 терабита

За да преведете жаргона, който ще прочетете по-долу, знайте, че „бит“ е единица за измерване на данни. „Байтовете“ са мерна единица за съхранение на цифрова информация. И накрая, „Flop“ означава операции с плаваща запетая за секунда и измерва скоростта на изчислението. Операциите с плаваща запетая позволяват изчисляването на много дълги числа, жизненоважна способност за различни научни и инженерни области и функция, за която суперкомпютрите са специално създадени. Ето защо, когато говорим за суперкомпютри, индустрията използва термина „флоп“.

Кой контролира най-добрите суперкомпютри в света?

Що се отнася до битката за суперкомпютърно надмощие, водещите страни наистина са тези, които бихте очаквали: главно Съединените щати, Китай, Япония и избрани държави от ЕС.

Въпреки това, колкото и залагането на дял в глобалните топ 10 да носи престиж, това, което наистина има значение, е делът на дадена страна от световните суперкомпютърни ресурси и тук една страна дръпна напред: Китай.

Защо държавите се състезават за суперкомпютърно надмощие

Въз основа на Класиране за 2017 г.Китай е дом на 202 от най-бързите 500 суперкомпютри в света (40%), докато Америка контролира 144 (29%). Но числата означават по-малко от мащаба на изчислителната техника, която една страна може да използва, и тук също Китай контролира командваща преднина; освен че притежава два от първите три суперкомпютри (2018 г.), Китай също се радва на 35 процента от световния суперкомпютърен капацитет, в сравнение с 30 процента на САЩ.

В този момент естественият въпрос, който трябва да зададете, е на кого му пука? Защо държавите се състезават в изграждането на все по-бързи суперкомпютри?

Е, както ще посочим по-долу, суперкомпютрите са благоприятен инструмент. Те позволяват на учените и инженерите на една страна да продължат да постигат постоянен напредък (а понякога и гигантски скокове напред) в области като биология, прогнозиране на времето, астрофизика, ядрени оръжия и други.

С други думи, суперкомпютрите позволяват на частния сектор на страната да създава по-доходоносни предложения, а на публичния сектор да работи по-ефективно. В продължение на десетилетия тези подобрения, поддържани от суперкомпютри, биха могли значително да трансформират икономическото, военното и геополитическото положение на дадена страна.

На по-абстрактно ниво страната, която контролира най-големия дял от суперкомпютърния капацитет, притежава бъдещето.

Разбиване на екзафлоп бариерата

Като се имат предвид реалностите, описани по-горе, не трябва да е изненада, че САЩ планират завръщане.

През 2017 г. президентът Обама стартира Националната стратегическа изчислителна инициатива като партньорство между Министерството на енергетиката, Министерството на отбраната и Националната научна фондация. Тази инициатива вече е отпуснала общо 258 милиона долара на шест компании в опит да проучат и разработят първия в света суперкомпютър exaflop, наречен полярно сияние. (За някаква перспектива това е 1,000 петафлопа, приблизително изчислителната мощност на 500-те най-добри суперкомпютри в света взети заедно, и трилион пъти по-бързо от вашия личен лаптоп.) Този компютър е настроен да бъде пуснат около 2021 г. и ще подкрепи изследователските инициативи на организации като Министерството на вътрешната сигурност, НАСА, ФБР, Националните здравни институти и др.

Редактиране: През април 2018 г обяви правителството на САЩ 600 милиона долара за финансиране на три нови екзафлоп компютъра:

* Система ORNL, доставена през 2021 г. и приета през 2022 г. (система ORNL) * Система LLNL, доставена през 2022 г. и приета през 2023 г. (система LLNL) * Потенциална система ANL, доставена през 2022 г. и приета през 2023 г. (система ANL)

За съжаление на САЩ, Китай също работи върху собствен суперкомпютър exaflop. Следователно състезанието продължава.

Как суперкомпютрите ще позволят бъдещи научни пробиви

Загатнати по-рано, настоящите и бъдещите суперкомпютри позволяват пробиви в редица дисциплини.

Сред най-бързите подобрения, които обществеността ще забележи, е, че ежедневните джаджи ще започнат да работят много по-бързо и по-добре. Големите данни, които тези устройства споделят в облака, ще бъдат обработвани по-ефективно от корпоративни суперкомпютри, така че вашите мобилни лични асистенти, като Amazon Alexa и Google Assistant, ще започнат да разбират контекста зад вашата реч и отговаря перфектно на вашите ненужно сложни въпроси. Тонове нови носими устройства също ще ни дадат невероятни сили, като интелигентни тапи за уши, които мигновено превеждат езици в реално време, в стил Стар Трек.

По същия начин, до средата на 2020 г., веднъж интернет на нещата отлежава в развитите страни, почти всеки продукт, превозно средство, сграда и всичко в домовете ни ще бъде свързано с мрежата. Когато това се случи, вашият свят ще стане по-лесен.

Например вашият хладилник ще ви изпрати списък за пазаруване, когато ви свърши храната. След това ще влезете в супермаркет, ще изберете споменатия списък с хранителни продукти и ще излезете, без изобщо да се ангажирате с касиер или касов апарат - артикулите автоматично ще бъдат дебитирани от банковата ви сметка в секундата, когато излезете от сградата. Когато излезете на паркинга, самоуправляващо се такси вече ще ви чака с отворен багажник, за да прибере чантите ви и да ви откара до вкъщи.

Но ролята, която тези бъдещи суперкомпютри ще играят на макро ниво, ще бъде много по-голяма. Няколко примера:

Цифрови симулации: Суперкомпютрите, особено в екзаскала, ще позволят на учените да създават по-прецизни симулации на биологични системи, като прогнози за времето и дългосрочни модели на климатичните промени. По същия начин ще ги използваме, за да създадем по-добри симулации на трафика, които могат да помогнат за разработването на самоуправляващи се автомобили.

Semiconductors: Съвременните микрочипове са станали твърде сложни, за да могат екипи от хора да се проектират ефективно. Поради тази причина усъвършенстваният компютърен софтуер и суперкомпютрите все повече заемат водеща роля в архитектурата на утрешните компютри.

селско стопанство: Бъдещите суперкомпютри ще позволят разработването на нови растения, които са устойчиви на суша, топлина и солена вода, както и питателни – основна работа, необходима за изхранването на следващите два милиарда души, които се очаква да се появят на света до 2050 г. Прочетете повече в нашия Бъдещето на човешката популация серия.

Голяма аптека: Фармацевтичните фармацевтични компании най-накрая ще получат способността да обработват напълно огромна гама от човешки, животински и растителни геноми, което ще подпомогне създаването на нови лекарства и лечение за различни често срещани и не толкова често срещани болести в света. Това е особено полезно по време на нови вирусни огнища, като уплахата от ебола от Източна Африка през 2015 г. Бъдещите скорости на обработка ще позволят на фармацевтичните компании да анализират генома на вируса и да създават персонализирани ваксини в рамките на дни вместо седмици или месеци. Прочетете повече в нашия Бъдещето на здравето серия.

национална сигурност: Това е основната причина, поради която правителството инвестира толкова много в разработването на суперкомпютри. По-мощните суперкомпютри ще помогнат на бъдещите генерали да създават прецизни бойни стратегии за всяка бойна ситуация; това ще помогне за проектирането на по-ефективни оръжейни системи и ще помогне на правоприлагащите и шпионските агенции да идентифицират по-добре потенциалните заплахи много преди да могат да навредят на местните цивилни.

Изкуствен интелект

И тогава стигаме до спорната тема за изкуствения интелект (AI). Пробивите, които ще видим в истинския AI през 2020-те и 2030-те, зависят изцяло от суровата мощност на бъдещите суперкомпютри. Но какво ще стане, ако суперкомпютрите, за които намекнахме в цялата тази глава, могат да станат остарели от изцяло нов клас компютри?

Добре дошли в квантовите компютри – последната глава от тази поредица е само на едно кликване разстояние.