Quantumrun

BILDA KREDITO: Quantumrun

Kial landoj konkuras por konstrui la plej grandajn superkomputilojn? Estonteco de Komputiloj P6

David Tal, Eldonisto, Futuristo
@DavidTalWrites
LinkedIn

mar, 09/15/2020 - 15:33

Kiu regas la estontecon de komputado, tiu posedas la mondon. Teknikaj kompanioj scias ĝin. Landoj scias ĝin. Kaj tial tiuj partioj, kiuj celas posedi la plej grandan spuron sur nia estonta mondo, estas en panika vetkuro por konstrui ĉiam pli potencajn superkomputilojn.

Kiu venkas? Kaj kiel ĝuste ĉiuj ĉi tiuj komputilaj investoj pagos? Antaŭ ol ni esplori ĉi tiujn demandojn, ni resumu la staton de la moderna superkomputilo.

Superkomputila perspektivo

Same kiel en la pasinteco, la hodiaŭa averaĝa superkomputilo estas masiva maŝino, komparebla laŭ grandeco al parkejo, kiu enhavas 40-50 aŭtojn, kaj ili povas kalkuli en unu tago la solvon al projektoj, kio prenus la meza persona komputilo miloj da jaroj por kalkuli. solvi. La nura diferenco estas, ke same kiel niaj personaj komputiloj maturiĝis en komputika potenco, tiel ankaŭ niaj superkomputiloj.

Pri kunteksto, la hodiaŭaj superkomputiloj nun konkuras je petaflop-skalo: 1 Kilobajto = 1,000 bitoj 1 Megabito = 1,000 kilobajtoj 1 Gigabito = 1,000 Megabitoj 1 Terabito = 1,000 Gigabitoj 1 Petabito = 1,000 Terabitoj

Por traduki la ĵargonon, kiun vi legos malsupre, sciu, ke 'Bit' estas mezurunuo de datumoj. "Bajtoj" estas mezurunuo por cifereca informstokado. Finfine, "Flop" signifas glitkomajn operaciojn je sekundo kaj mezuras la rapidecon de komputado. Floskomaj operacioj permesas la komputadon de tre longaj nombroj, decidan kapablon por diversaj sciencaj kaj inĝenieristikkampoj, kaj funkcion por kiu superkomputiloj estas specife konstruitaj. Jen kial, kiam oni parolas pri superkomputiloj, la industrio uzas la terminon 'flop'.

Kiu regas la plej bonajn superkomputilojn de la mondo?

Kiam temas pri la batalo por superkomputila supereco, la gvidaj landoj vere estas kiuj vi atendus: ĉefe Usono, Ĉinio, Japanio kaj elektitaj EU-ŝtatoj.

Tamen, kiom ajn planti partoprenon en la monda supra 10 tenas prestiĝon, kio vere gravas estas la parto de lando de la mondaj superkomputikaj rimedoj, kaj ĉi tie unu lando antaŭeniris: Ĉinio.

Kial landoj konkuras por superkomputila supereco

Bazita sur a 2017 rangotabelo, Ĉinio estas hejmo de 202 el la plej rapidaj 500 superkomputiloj de la mondo (40%), dum Usono kontrolas 144 (29%). Sed nombroj signifas malpli ol la skalo de komputado kiun lando povas ekspluati, kaj ankaŭ ĉi tie Ĉinio kontrolas komandan gvidon; krom posedado de du el la tri plej bonaj superkomputiloj (2018), Ĉinio ankaŭ ĝuas 35 procentojn de la monda superkomputila kapablo, kompare kun la 30 procentoj de Usono.

Je ĉi tiu punkto, la natura demando por demandi estas, kiu zorgas? Kial landoj konkuras pri konstruado de ĉiam pli rapidaj superkomputiloj?

Nu, kiel ni skizos sube, superkomputiloj estas ebliga ilo. Ili permesas al la sciencistoj kaj inĝenieroj de lando daŭre fari konstantan progreson (kaj foje gigantajn saltojn antaŭen) en kampoj kiel ekzemple biologio, veterprognozo, astrofiziko, nukleaj armiloj, kaj pli.

Alivorte, superkomputiloj permesas al la privata sektoro de lando konstrui pli enspezigajn proponojn kaj al ĝia publika sektoro funkcii pli efike. Dum jardekoj, ĉi tiuj superkomputiloj ebligitaj progresoj povus signife transformi la ekonomian, armean kaj geopolitikan reputacion de lando.

Je pli abstrakta nivelo, la lando, kiu regas la plej grandan parton de superkomputila kapablo, posedas la estontecon.

Rompante la exaflop-barieron

Konsiderante la realaĵojn skizitaj supre, ne devus surprizi, ke Usono planas revenon.

En 2017, prezidanto Obama lanĉis la Nacian Strategian Komputilan Iniciaton kiel partnerecon inter la Sekcio de Energio, Sekcio de Defendo, kaj Nacia Scienca Fonduso. Ĉi tiu iniciato jam aljuĝis entute 258 milionojn da dolaroj al ses kompanioj por esplori kaj disvolvi la unuan eksaflop-superkomputilon en la mondo nomatan. Aurora. (Por iu perspektivo, tio estas 1,000 petaflopoj, proksimume la kalkulpotenco de la plej bonaj 500 superkomputiloj de la mondo kombinitaj, kaj triliono da fojoj pli rapide ol via persona tekokomputilo.) Ĉi tiu komputilo estas preta por liberigo ĉirkaŭ 2021 kaj subtenos la esploriniciatojn de organizoj kiel la Sekcio de Ŝtatsekureco, NASA, la FBI, la Naciaj Institutoj pri Sano, kaj pli.

Redakto: En aprilo 2018, la usona registaro anoncis 600 milionoj USD por financi tri novajn eksflop-komputilojn:

* ORNL-Sistemo liverita en 2021 kaj akceptita en 2022 (ORNL-sistemo) * LLNL-sistemo liverita en 2022 kaj akceptita en 2023 (LLNL-sistemo) * ANL-Ebla Sistemo liverita en 2022 kaj akceptita en 2023 (ANL-sistemo)

Bedaŭrinde por Usono, Ĉinio ankaŭ laboras pri sia propra eksaflop-superkomputilo. Tial la vetkuro daŭras.

Kiel superkomputiloj ebligos estontajn sciencajn sukcesojn

Aludite pli frue, nunaj kaj estontaj superkomputiloj ebligas sukcesojn en gamo da disciplinoj.

Inter la plej tujaj plibonigoj kiujn la publiko rimarkos estas, ke ĉiutagaj aparatoj komencos funkcii multe pli rapide kaj pli bone. La grandaj datumoj, kiujn ĉi tiuj aparatoj kunhavas en la nubo, estos pritraktataj pli efike de kompaniaj superkomputiloj, tiel ke viaj moveblaj personaj asistantoj, kiel la Amazon Alexa kaj Google Assistant, komencos kompreni la kuntekston malantaŭ via parolado kaj respondu viajn nenecese kompleksajn demandojn perfekte. Tunoj da novaj porteblaj ankaŭ donos al ni mirindajn potencojn, kiel inteligentaj orelŝtopiloj, kiuj tuj tradukas lingvojn en reala tempo, laŭ la stilo de Star Trek.

Same, meze de la 2020-aj jaroj, unufoje la Interreto de Aĵoj maturiĝas en evoluintaj landoj, preskaŭ ĉiu produkto, veturilo, konstruaĵo kaj ĉio en niaj hejmoj estos interreta koneksa. Kiam ĉi tio okazos, via mondo fariĝos pli senpena.

Ekzemple, via fridujo tekstos al vi aĉetliston kiam vi elĉerpas manĝaĵon. Vi tiam eniros superbazaro, elektos menciitan liston de manĝaĵoj, kaj eliros sen iam engaĝiĝi kun kasisto aŭ kasregistrilo—la aĵoj aŭtomate estos ŝulditaj de via bankkonto tuj kiam vi eliras la konstruaĵon. Kiam vi eliros al la parkejo, memveturanta taksio jam atendos vin kun la kofro malfermita por konservi viajn sakojn kaj veturigi vin hejmen.

Sed la rolo ĉi tiuj estontaj superkomputiloj ludos ĉe la makronivelo estos multe pli granda. Kelkaj ekzemploj:

Ciferecaj simulaĵoj: Superkomputiloj, precipe ĉe la eksskalo, permesos al sciencistoj konstrui pli precizajn simuladojn de biologiaj sistemoj, kiel veterprognozoj kaj longperspektivaj klimatŝanĝaj modeloj. Same, ni uzos ilin por krei pli bonajn trafikajn simuladojn, kiuj povas helpi la disvolviĝon de memveturaj aŭtoj.

Semikonduktaĵoj: Modernaj mikroĉipoj fariĝis multe tro kompleksaj por ke teamoj de homoj efike dizajnu sin. Tial progresinta komputila programaro kaj superkomputiloj ĉiam pli prenas gvidan rolon en la arkitektado de la morgaŭaj komputiloj.

agrikulturo: Estontaj superkomputiloj ebligos la disvolviĝon de novaj plantoj, kiuj rezistas al sekeco, varmo kaj salakvo, kaj ankaŭ nutra—esenca laboro necesa por nutri la venontajn du miliardojn da homoj projektitaj eniri la mondon antaŭ 2050. Legu pli en nia Estonteco de Homa Populacio serio.

Granda farma: Farmaciaj medikamentaj kompanioj finfine akiros la kapablon plene prilabori amasan gamon da homaj, bestaj kaj plantaj genaroj, kiuj helpos novajn medikamentojn kaj kuracajn kreadon por diversaj komunaj kaj ne tiom oftaj malsanoj de la mondo. Ĉi tio estas precipe utila dum novaj virusaj eksplodoj, kiel la Ebola timigo de 2015 el Orienta Afriko. Estontaj pretigaj rapidecoj permesos al farmaciaj kompanioj analizi la genaron de viruso kaj konstrui personecigitajn vakcinojn ene de tagoj anstataŭ semajnoj aŭ monatoj. Legu pli en nia Estonteco de Sano serio.

Nacia sekureco: Ĉi tio estas la ĉefa kialo, kial la registaro tiom multe investas en superkomputilan disvolviĝon. Pli potencaj superkomputiloj helpos estontajn generalojn krei precizajn batalstrategiojn por ajna batala situacio; ĝi helpos dizajni pli efikajn armilsistemojn, kaj ĝi helpos policojn kaj spionagentejojn pli bone identigi eblajn minacojn longe antaŭ ol ili povas damaĝi hejmajn civilulojn.

Artefarita inteligento

Kaj tiam ni venas al la polemika temo de artefarita inteligenteco (AI). La sukcesoj, kiujn ni vidos en vera AI dum la 2020-aj kaj 2030-aj jaroj, dependas tute de la kruda potenco de estontaj superkomputiloj. Sed kio se la superkomputiloj, pri kiuj ni aludis dum la tutaĵo de ĉi tiu ĉapitro, povus esti malnoviĝintaj per tute nova klaso de komputiloj?

Bonvenon al kvantumkomputiloj—la fina ĉapitro de ĉi tiu serio estas nur klako for.