Quantumrun

CRÉDITO DA IMAXE: Quantumrun

Por que os países compiten para construír os maiores supercomputadores? Futuro da informática P6

David Tal, Editor, Futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

Mar, 09/15/2020 - 15:33

Quen controla o futuro da informática, é dono do mundo. As empresas tecnolóxicas sábeno. Os países sábeno. E é por iso que aqueles partidos que pretenden posuír a maior pegada no noso mundo futuro están nunha carreira de pánico para construír supercomputadoras cada vez máis potentes.

Quen está a gañar? E como se van pagar todos estes investimentos en computación? Antes de explorar estas preguntas, repasemos o estado da supercomputadora moderna.

Unha perspectiva de supercomputadora

Do mesmo xeito que no pasado, o superordenador medio actual é unha máquina enorme, de tamaño comparable a un aparcamento que alberga entre 40 e 50 coches, e poden calcular nun día a solución para proxectar o que levaría miles de anos ao ordenador persoal medio resolver. A única diferenza é que do mesmo xeito que os nosos ordenadores persoais maduraron en potencia de cómputo, tamén o fixeron os nosos supercomputadores.

Para o contexto, os supercomputadores de hoxe compiten a 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

Para traducir a xerga que lerás a continuación, sabe que un "Bit" é unha unidade de medida de datos. Os 'bytes' son unha unidade de medida para o almacenamento de información dixital. Finalmente, "Flop" significa operacións de coma flotante por segundo e mide a velocidade de cálculo. As operacións de coma flotante permiten o cálculo de números moi longos, unha habilidade vital para unha variedade de campos científicos e da enxeñaría e unha función para a que están construídos especificamente os supercomputadores. É por iso que, cando se fala de supercomputadoras, a industria usa o termo "flop".

Quen controla os principais supercomputadores do mundo?

Cando se trata da batalla pola supremacía das supercomputadoras, os países líderes son realmente os que esperarías: principalmente Estados Unidos, China, Xapón e determinados estados da UE.

Non obstante, por moito que plantar unha participación no top 10 global teña prestixio, o que realmente importa é a participación dun país nos recursos de supercomputación do mundo, e aquí un país saíu adiante: China.

Por que os países compiten pola supremacía das supercomputadoras

Con base nunha Ránking 2017, China alberga 202 dos 500 supercomputadores máis rápidos do mundo (40%), mentres que Estados Unidos controla 144 (29%). Pero os números significan menos da escala de computación que pode explotar un país, e aquí tamén China controla unha vantaxe dominante; Ademais de posuír dous dos tres primeiros supercomputadores (2018), China tamén goza do 35 por cento da capacidade de supercomputación do mundo, en comparación co 30 por cento dos Estados Unidos.

Neste punto, a pregunta natural que hai que facer é, a quen lle importa? Por que compiten os países por construír supercomputadoras cada vez máis rápidas?

Ben, como explicaremos a continuación, os supercomputadores son unha ferramenta habilitante. Permiten que os científicos e enxeñeiros dun país sigan facendo progresos constantes (e ás veces grandes saltos adiante) en campos como a bioloxía, a previsión do tempo, a astrofísica, as armas nucleares e moito máis.

Noutras palabras, os supercomputadores permiten que o sector privado dun país constrúa ofertas máis rendibles e que o seu sector público funcione de forma máis eficiente. Durante décadas, estes avances habilitados por supercomputadoras poderían transformar significativamente a posición económica, militar e xeopolítica dun país.

Nun nivel máis abstracto, o país que controla a maior parte da capacidade de supercomputación é dono do futuro.

Romper a barreira do exaflop

Dadas as realidades descritas anteriormente, non debería sorprender que os EE. UU. planifiquen un regreso.

En 2017, o presidente Obama lanzou a National Strategic Computing Initiative como unha asociación entre o Departamento de Enerxía, o Departamento de Defensa e a National Science Foundation. Esta iniciativa xa concedeu un total de 258 millóns de dólares a seis empresas nun esforzo por investigar e desenvolver o primeiro superordenador exaflop do mundo chamado Aurora. (Para certa perspectiva, é de 1,000 petaflops, aproximadamente o poder de cálculo dos 500 mellores supercomputadores do mundo combinados, e un billón de veces máis rápido que o seu portátil persoal). Departamento de Seguridade Nacional, NASA, FBI, Institutos Nacionais de Saúde e moito máis.

Edición: en abril de 2018, o anunciou o goberno dos Estados Unidos 600 millóns de dólares para financiar tres novos ordenadores exaflop:

* Sistema ORNL entregado en 2021 e aceptado en 2022 (sistema ORNL) * Sistema LLNL entregado en 2022 e aceptado en 2023 (sistema LLNL) * Sistema potencial ANL entregado en 2022 e aceptado en 2023 (sistema ANL)

Desafortunadamente para os EUA, China tamén está a traballar na súa propia supercomputadora exaflop. Polo tanto, a carreira continúa.

Como os supercomputadores permitirán futuros avances científicos

Insinuado anteriormente, os supercomputadores actuais e futuros permiten avances nunha variedade de disciplinas.

Entre as melloras máis inmediatas que o público notará é que os gadgets cotiáns comezarán a funcionar moito máis rápido e mellor. Os grandes datos que estes dispositivos comparten na nube serán procesados de forma máis eficaz polos supercomputadores corporativos, de xeito que os teus asistentes persoais móbiles, como Amazon Alexa e Google Assistant, comezarán a comprender o contexto detrás do teu discurso e responde perfectamente ás túas preguntas innecesariamente complexas. Toneladas de novos wearables tamén nos darán poderes sorprendentes, como tapóns intelixentes que traducen idiomas instantáneamente en tempo real, ao estilo de Star Trek.

Así mesmo, a mediados da década de 2020, unha vez a Internet das Cousas madura nos países desenvolvidos, case todos os produtos, vehículos, edificios e todo o que hai nas nosas casas estará conectado á web. Cando isto ocorre, o teu mundo farase máis sen esforzo.

Por exemplo, a túa neveira enviarache unha lista de compras cando te quedes sen comida. A continuación, entrarás nun supermercado, escollerás a lista de alimentos e sairás sen ter que ter en conta ningún caixeiro ou caixa rexistradora: os artigos cargaranse automaticamente da túa conta bancaria no momento en que saias do edificio. Cando saias ao aparcamento, xa te estará esperando un taxi autónomo co maleteiro aberto para gardar as maletas e levarte a casa.

Pero o papel que desempeñarán estes futuros supercomputadores a nivel macro será moito maior. Algúns exemplos:

Simulacións dixitais: As supercomputadoras, especialmente a exaescala, permitirán aos científicos construír simulacións máis precisas de sistemas biolóxicos, como predicións meteorolóxicas e modelos de cambio climático a longo prazo. Así mesmo, empregarémolos para crear mellores simulacións de tráfico que poidan axudar ao desenvolvemento de coches autónomos.

Semicondutores: Os microchips modernos volvéronse demasiado complexos para que os equipos de humanos poidan deseñarse de forma eficaz. Por este motivo, os programas informáticos avanzados e as supercomputadoras están asumindo cada vez máis un papel protagonista na arquitectura dos ordenadores do mañá.

agricultura: As futuras supercomputadoras permitirán o desenvolvemento de novas plantas que sexan resistentes á seca, á calor e á auga salgada, así como un traballo esencial nutritivo necesario para alimentar aos próximos dous mil millóns de persoas que se prevé que entren ao mundo en 2050. Ler máis no noso Futuro da Poboación Humana serie.

Gran pharma: As compañías farmacéuticas farmacéuticas conseguirán finalmente a capacidade de procesar plenamente unha gran variedade de xenomas humanos, animais e vexetais que axudarán á creación de novos medicamentos e tratamentos para unha variedade de enfermidades comúns e non tan comúns no mundo. Isto é especialmente útil durante novos brotes de virus, como o susto do ébola de 2015 do leste de África. As velocidades de procesamento futuras permitirán ás compañías farmacéuticas analizar o xenoma dun virus e construír vacinas personalizadas en días en lugar de semanas ou meses. Ler máis no noso Futuro da Saúde serie.

Seguridade nacional: Esta é a principal razón pola que o goberno está a investir tanto no desenvolvemento de supercomputadoras. As supercomputadoras máis potentes axudarán aos futuros xenerais a crear estratexias de batalla precisas para calquera situación de combate; axudará a deseñar sistemas de armas máis eficaces e axudará ás forzas da orde e ás axencias de espionaxe a identificar mellor as ameazas potenciais moito antes de que poidan danar aos civís domésticos.

intelixencia artificial

E despois chegamos ao controvertido tema da intelixencia artificial (IA). Os avances que veremos na verdadeira IA durante as décadas de 2020 e 2030 dependen enteiramente da potencia bruta das futuras supercomputadoras. Pero e se as supercomputadoras que insinuamos ao longo deste capítulo puidesen quedar obsoletas por unha clase de ordenadores totalmente nova?

Benvido ás computadoras cuánticas: o capítulo final desta serie está a só un clic de distancia.