Quantumrun

CRÈDIT DE LA IMATGE: Quantumrun

Per què els països competeixen per construir els superordinadors més grans? Futur de la informàtica P6

David Tal, editor, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Dimarts, 09/15/2020 - 15:33

Qui controla el futur de la informàtica, és el propietari del món. Les empreses tecnològiques ho saben. Els països ho saben. I és per això que aquells partits que pretenen tenir la petjada més gran al nostre món futur estan en una cursa de pànic per construir superordinadors cada cop més potents.

Qui està guanyant? I com pagaran exactament totes aquestes inversions en informàtica? Abans d'explorar aquestes preguntes, resumim l'estat del superordinador modern.

Una perspectiva de superordinador

Igual que en el passat, el superordinador mitjà d'avui és una màquina massiva, comparable en mida a un aparcament que conté entre 40 i 50 cotxes, i poden calcular en un dia la solució per projectar el que trigaria milers d'anys a l'ordinador personal mitjà. resoldre. L'única diferència és que, de la mateixa manera que els nostres ordinadors personals han madurat en potència de càlcul, també ho han fet els nostres superordinadors.

Per contextualitzar, els superordinadors actuals competeixen ara a una escala de petaflop: 1 kilobyte = 1,000 bits 1 megabit = 1,000 kilobytes 1 gigabit = 1,000 megabits 1 terabit = 1,000 gigabits 1 petabit = 1,000 terabits

Per traduir l'argot que llegireu a continuació, sabeu que un "Bit" és una unitat de mesura de dades. Els 'bytes' són una unitat de mesura per a l'emmagatzematge d'informació digital. Finalment, "Flop" significa operacions de coma flotant per segon i mesura la velocitat de càlcul. Les operacions de coma flotant permeten calcular nombres molt llargs, una habilitat vital per a una varietat de camps científics i d'enginyeria i una funció per a la qual els superordinadors estan dissenyats específicament. És per això que, quan es parla de superordinadors, la indústria utilitza el terme "flop".

Qui controla els millors superordinadors del món?

Quan es tracta de la batalla per la supremacia de les supercomputadores, els països líders són realment qui esperaries: principalment els Estats Units, la Xina, el Japó i alguns estats de la UE.

No obstant això, per molt que plantar una participació al top 10 mundial tingui prestigi, el que realment importa és la part d'un país dels recursos de supercomputació del món, i aquí un país ha tirat endavant: la Xina.

Per què els països competeixen per la supremacia dels superordinadors

Sobre la base d'un Rànquing 2017, la Xina acull 202 dels 500 supercomputadors més ràpids del món (40%), mentre que Amèrica en controla 144 (29%). Però els números signifiquen menys de l'escala de la informàtica que pot explotar un país, i aquí també la Xina controla un avantatge important; a part de posseir dos dels tres primers supercomputadors (2018), la Xina també gaudeix del 35 per cent de la capacitat de supercomputació del món, en comparació amb el 30 per cent dels EUA.

En aquest punt, la pregunta natural que cal fer és, a qui li importa? Per què els països competeixen per construir superordinadors cada cop més ràpids?

Bé, com es descriurà a continuació, els superordinadors són una eina habilitadora. Permeten que els científics i enginyers d'un país continuïn fent progressos constants (i, de vegades, grans salts endavant) en camps com la biologia, la previsió meteorològica, l'astrofísica, les armes nuclears i molt més.

En altres paraules, els superordinadors permeten que el sector privat d'un país creï ofertes més rendibles i que el seu sector públic funcioni de manera més eficient. Durant dècades, aquests avenços amb superordinadors podrien transformar significativament la situació econòmica, militar i geopolítica d'un país.

A un nivell més abstracte, el país que controla la part més gran de la capacitat de supercomputació és propietari del futur.

Trencant la barrera de l'exaflop

Tenint en compte les realitats descrites anteriorment, no hauria de sorprendre que els EUA estiguin planejant una reaparició.

El 2017, el president Obama va llançar la National Strategic Computing Initiative com a col·laboració entre el Departament d'Energia, el Departament de Defensa i la National Science Foundation. Aquesta iniciativa ja ha atorgat un total de 258 milions de dòlars a sis empreses en un esforç per investigar i desenvolupar el primer superordinador exaflop del món anomenat Aurora. (Per a una certa perspectiva, això són 1,000 petaflops, aproximadament la potència de càlcul dels 500 millors superordinadors del món combinats, i un bilió de vegades més ràpid que el vostre ordinador portàtil personal.) Aquest ordinador està previst per al llançament cap al 2021 i donarà suport a les iniciatives de recerca d'organitzacions com Departament de Seguretat Nacional, NASA, FBI, Instituts Nacionals de Salut i molt més.

Edita: l'abril de 2018, el va anunciar el govern dels EUA 600 milions de dòlars per finançar tres nous ordinadors exaflop:

* Sistema ORNL lliurat el 2021 i acceptat el 2022 (sistema ORNL) * Sistema LLNL lliurat el 2022 i acceptat el 2023 (sistema LLNL) * Sistema potencial ANL lliurat el 2022 i acceptat el 2023 (sistema ANL)

Malauradament per als EUA, la Xina també està treballant en el seu propi superordinador exaflop. Per tant, la cursa continua.

Com els superordinadors permetran els futurs avenços científics

Insinuat anteriorment, els superordinadors actuals i futurs permeten avenços en una sèrie de disciplines.

Entre les millores més immediates que el públic notarà és que els gadgets quotidians començaran a funcionar molt més ràpid i millor. Les grans dades que comparteixen aquests dispositius al núvol seran processades de manera més eficaç pels superordinadors corporatius, de manera que els vostres assistents personals mòbils, com l'Amazon Alexa i l'Assistent de Google, començaran a entendre el context que hi ha darrere del vostre discurs i respon perfectament a les teves preguntes innecessàriament complexes. Tones de nous wearables també ens donaran poders increïbles, com ara taps per a les orelles intel·ligents que tradueixen instantàniament idiomes en temps real, a l'estil de Star Trek.

De la mateixa manera, a mitjans de la dècada de 2020, una vegada l'Internet de les coses madura als països desenvolupats, gairebé tots els productes, vehicles, edificis i tot a les nostres llars estaran connectats a la xarxa. Quan això passi, el teu món es farà més fàcil.

Per exemple, la vostra nevera us enviarà un missatge de text amb una llista de la compra quan us quedeu sense menjar. A continuació, entrareu a un supermercat, escolliu aquesta llista d'aliments i sortireu sense haver de relacionar-vos amb un caixer o una caixa registradora; els articles es carregaran automàticament del vostre compte bancari en el moment en què sortiu de l'edifici. Quan surtis a l'aparcament, un taxi autònom ja t'esperarà amb el maleter obert per guardar les maletes i portar-te a casa.

Però el paper que jugaran aquests futurs supercomputadors a nivell macro serà molt més gran. Alguns exemples:

Simulacions digitals: Els superordinadors, especialment a l'exaescala, permetran als científics construir simulacions més precises de sistemes biològics, com ara les previsions meteorològiques i els models de canvi climàtic a llarg termini. De la mateixa manera, els utilitzarem per crear millors simulacions de trànsit que puguin ajudar al desenvolupament de cotxes autònoms.

Semiconductors: Els microxips moderns s'han tornat massa complexos perquè els equips d'humans es puguin dissenyar de manera efectiva. Per aquest motiu, els programes informàtics avançats i els superordinadors estan prenent cada cop més un paper destacat en l'arquitectura dels ordinadors del demà.

agricultura: Els futurs superordinadors permetran el desenvolupament de noves plantes que siguin resistents a la sequera, la calor i l'aigua salada, així com un treball essencial nutritiu necessari per alimentar els propers dos mil milions de persones previstes per entrar al món l'any 2050. Més informació al nostre Futur de la població humana sèrie.

Gran farmaceutica: Les companyies farmacèutiques finalment obtindran la capacitat de processar completament una àmplia gamma de genomes humans, animals i vegetals que ajudaran a la creació de nous fàrmacs i tractaments per a una varietat de malalties comunes i no tan comunes al món. Això és especialment útil durant els nous brots de virus, com l'espanta de l'Ebola del 2015 de l'Àfrica oriental. Les velocitats de processament futures permetran a les empreses farmacèutiques analitzar el genoma d'un virus i crear vacunes personalitzades en dies en comptes de setmanes o mesos. Llegeix més al nostre Futur de la Salut sèrie.

seguretat nacional: Aquesta és la raó principal per la qual el govern està invertint tant en el desenvolupament de superordinadors. Els superordinadors més potents ajudaran els futurs generals a crear estratègies de batalla precises per a qualsevol situació de combat; ajudarà a dissenyar sistemes d'armes més efectius i ajudarà a les agències d'aplicació de la llei i d'espionatge a identificar millor les amenaces potencials molt abans que puguin fer mal als civils nacionals.

Intel · ligència artificial

I després arribem al polèmic tema de la intel·ligència artificial (IA). Els avenços que veurem en la veritable IA durant els anys 2020 i 2030 depenen completament de la potència bruta dels futurs superordinadors. Però, què passaria si els superordinadors que vam insinuar al llarg d'aquest capítol poguessin quedar obsolets per una classe d'ordinadors completament nova?

Benvingut a les computadores quàntiques: el capítol final d'aquesta sèrie és a un clic de distància.