Quantumrun

KREDIT ZA SLIKU: Quantumrun

Zašto se zemlje takmiče u izgradnji najvećih superkompjutera? Budućnost računara P6

David Tal, izdavač, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Uto, 09 - 15:2020

Ko god kontroliše budućnost računarstva, poseduje svet. Tehnološke kompanije to znaju. Zemlje to znaju. I zato su one stranke koje imaju za cilj da poseduju najveći otisak u našem budućem svetu u paničnoj trci da grade sve moćnije superkompjutere.

Ko pobjeđuje? I kako će se tačno isplatiti sva ova ulaganja u računarstvo? Prije nego što istražimo ova pitanja, hajde da ponovimo stanje modernog superkompjutera.

Iz perspektive superkompjutera

Kao i u prošlosti, današnji prosječni superkompjuter je ogromna mašina, uporediva po veličini sa parkingom koji ima 40-50 automobila, a oni u jednom danu mogu izračunati rješenje za projektovanje onoga što bi prosječnom personalnom računaru trebalo hiljadama godina da riješiti. Jedina razlika je u tome što su naši lični računari sazreli u računarskoj snazi, tako su i naši superračunari sazreli.

Za kontekst, današnji superkompjuteri se sada takmiče na petaflop skali: 1 kilobajt = 1,000 bita 1 megabit = 1,000 kilobajta 1 gigabit = 1,000 megabita 1 terabit = 1,000 gigabita 1 petabit = 1,000 terabita

Da biste preveli žargon koji ćete pročitati u nastavku, znajte da je 'Bit' jedinica mjerenja podataka. 'Bajtovi' su mjerna jedinica za pohranu digitalnih informacija. Konačno, 'Flop' označava operacije s pomičnim zarezom u sekundi i mjeri brzinu izračunavanja. Operacije s pomičnim zarezom omogućavaju računanje veoma dugih brojeva, vitalnu sposobnost za niz naučnih i inženjerskih polja i funkciju za koju su superračunari posebno napravljeni. Zbog toga, kada se govori o superkompjuterima, industrija koristi izraz 'propasti'.

Ko kontroliše vrhunske svjetske superkompjutere?

Kada je u pitanju bitka za nadmoć superkompjutera, vodeće zemlje su zaista one koje biste očekivali: uglavnom Sjedinjene Države, Kina, Japan i odabrane države EU.

Međutim, koliko god ulaganje u globalnu top 10 predstavljalo prestiž, ono što je zaista važno je udio zemlje u svjetskim resursima superkompjutera, a ovdje je jedna zemlja povukla naprijed: Kina.

Zašto se zemlje takmiče za nadmoć superkompjutera

Na osnovu a Ljestvica 2017, Kina je dom za 202 od 500 najbržih superkompjutera na svijetu (40%), dok Amerika kontrolira 144 (29%). Ali brojke znače manje od obima računanja koje zemlja može iskoristiti, a i ovdje Kina ima vodeću prednost; osim što posjeduje dva od tri najbolja superkompjutera (2018), Kina također uživa 35 posto svjetskog superkompjuterskog kapaciteta, u poređenju sa 30 posto u SAD-u.

U ovom trenutku, prirodno pitanje koje se postavlja je, koga briga? Zašto se zemlje takmiče oko izgradnje sve bržih superkompjutera?

Pa, kao što ćemo navesti u nastavku, superračunari su alat koji omogućava. Oni omogućavaju naučnicima i inženjerima neke zemlje da nastave da napreduju (a ponekad i ogromne skokove) u oblastima kao što su biologija, vremenska prognoza, astrofizika, nuklearno oružje i još mnogo toga.

Drugim riječima, superkompjuteri omogućavaju privatnom sektoru jedne zemlje da izgradi profitabilnije ponude, a javnom sektoru da radi efikasnije. Tokom decenija, ovi napretci omogućeni za superkompjutere mogli bi značajno promijeniti ekonomski, vojni i geopolitički položaj zemlje.

Na apstraktnijem nivou, zemlja koja kontroliše najveći deo superkompjuterskih kapaciteta poseduje budućnost.

Probijanje exaflop barijere

S obzirom na gore navedene realnosti, ne bi trebalo da bude iznenađenje da SAD planiraju povratak.

Predsjednik Obama je 2017. godine pokrenuo Nacionalnu inicijativu za strateško računanje kao partnerstvo između Ministarstva energetike, Ministarstva odbrane i Nacionalne naučne fondacije. Ova inicijativa je već dodijelila ukupno 258 miliona dolara šest kompanija u nastojanju da istraže i razviju prvi svjetski exaflop superkompjuter pod nazivom Jutarnje rumenilo. (Za neku perspektivu, to je 1,000 petaflopsa, otprilike računska snaga 500 najboljih svjetskih superkompjutera zajedno, i trilion puta brže od vašeg ličnog laptopa.) Ovaj računar je postavljen za izdavanje oko 2021. i podržat će istraživačke inicijative organizacija poput Ministarstvo domovinske sigurnosti, NASA, FBI, Nacionalni institut za zdravlje i još mnogo toga.

Urediti: U aprilu 2018 objavila je američka vlada 600 miliona dolara za finansiranje tri nova exaflop računara:

* ORNL sistem isporučen 2021. i prihvaćen 2022. (ORNL sistem) * LLNL sistem isporučen 2022. i prihvaćen 2023. (LLNL sistem) * ANL potencijalni sistem isporučen 2022. i prihvaćen 2023. (ANL sistem)

Nažalost po SAD, Kina takođe radi na svom superkompjuteru exaflop. Dakle, trka se nastavlja.

Kako će superkompjuteri omogućiti buduća otkrića nauke

Nagovešteni raniji, sadašnji i budući superkompjuteri omogućavaju napredak u nizu disciplina.

Među najneposrednijim poboljšanjima koja će javnost primijetiti je da će svakodnevni uređaji početi raditi puno brže i bolje. Velike podatke koji ovi uređaji dijele u oblaku će efikasnije obraditi korporativni superračunari, tako da će vaši mobilni lični asistenti, poput Amazon Alexa i Google Assistant-a, početi razumjeti kontekst koji stoji iza vašeg govora i savršeno odgovoriti na vaša nepotrebno složena pitanja. Tone novih nosivih uređaja takođe će nam dati neverovatne moći, poput pametnih čepova za uši koji trenutno prevode jezike u realnom vremenu, u stilu Star Trek.

Isto tako, do sredine 2020-ih, jednom internet stvari sazrijeva u razvijenim zemljama, gotovo svaki proizvod, vozilo, zgrada i sve u našim domovima bit će povezano na internet. Kada se to dogodi, vaš svijet će postati lakši.

Na primjer, vaš frižider će vam poslati poruku sa spiskom za kupovinu kada ostanete bez hrane. Zatim ćete ući u supermarket, odabrati navedeni spisak prehrambenih artikala i izaći bez kontakta sa blagajnikom ili kasom – artikli će se automatski teretiti sa vašeg bankovnog računa čim izađete iz zgrade. Kada izađete na parking, već će vas čekati samovozeći taksi s otvorenim prtljažnikom da spremite vaše torbe i odveze vas kući.

Ali uloga koju će ovi budući superkompjuteri igrati na makro nivou biće daleko veća. nekoliko primjera:

Digitalne simulacije: Superkompjuteri, posebno na egzaskali, omogućit će naučnicima da izgrade preciznije simulacije bioloških sistema, kao što su vremenske prognoze i dugoročni modeli klimatskih promjena. Isto tako, koristit ćemo ih za kreiranje boljih simulacija saobraćaja koje mogu pomoći razvoju samovozećih automobila.

Elektroničke komponente: Moderni mikročipovi su postali previše složeni za timove ljudi da bi se efikasno dizajnirali. Iz tog razloga, napredni kompjuterski softver i superračunari sve više preuzimaju vodeću ulogu u arhitekturi kompjutera budućnosti.

poljoprivreda: Budući superkompjuteri omogućit će razvoj novih biljaka koje su otporne na sušu, toplinu i slanu vodu, kao i hranljive - neophodan rad za prehranu sljedećih dvije milijarde ljudi za koje se predviđa da će ući u svijet do 2050. godine. Pročitajte više u našem Budućnost ljudske populacije serija.

Velika farma: Farmaceutske farmaceutske kompanije konačno će dobiti mogućnost da u potpunosti obrađuju ogroman raspon ljudskih, životinjskih i biljnih genoma koji će pomoći u stvaranju novih lijekova i tretmana za razne uobičajene i ne tako česte bolesti u svijetu. Ovo je posebno korisno za vrijeme novih epidemija virusa, poput straha od ebole iz istočne Afrike 2015. Buduće brzine obrade će omogućiti farmaceutskim kompanijama da analiziraju genom virusa i naprave prilagođene vakcine u roku od nekoliko dana umjesto sedmica ili mjeseci. Pročitajte više u našoj Budućnost zdravlja serija.

Nacionalna sigurnost: Ovo je glavni razlog zašto vlada toliko ulaže u razvoj superkompjutera. Snažniji superkompjuteri pomoći će budućim generalima da kreiraju precizne borbene strategije za svaku borbenu situaciju; pomoći će u dizajniranju efikasnijih sistema naoružanja i pomoći će organima za provođenje zakona i špijunskim agencijama da bolje identifikuju potencijalne prijetnje mnogo prije nego što mogu naštetiti domaćim civilima.

Umjetna inteligencija

A onda dolazimo do kontroverzne teme umjetne inteligencije (AI). Proboji koje ćemo vidjeti u pravoj AI tokom 2020-ih i 2030-ih u potpunosti zavise od sirove snage budućih superkompjutera. Ali šta ako bi superkompjutere koje smo nagovestili u celom ovom poglavlju mogla potpuno nova klasa računara učiniti zastarelim?

Dobrodošli u kvantne računare – poslednje poglavlje ove serije je udaljeno samo jedan klik.