Quantumrun

KREDIT ZA SLIKE: Quantumrun

Zašto se zemlje natječu u izgradnji najvećih superračunala? Budućnost računala P6

David Tal, izdavač, futurist
@DavidTalPiše
LinkedIn

Uto, 09 / 15 / 2020 - 15: 33

Tko god kontrolira budućnost računalstva, posjeduje svijet. Tehnološke tvrtke to znaju. Zemlje to znaju. I zato su one strane koje imaju za cilj imati najveći otisak na našem budućem svijetu u paničnoj utrci za izgradnjom sve moćnijih superračunala.

Tko pobjeđuje? I kako će se točno isplatiti sva ova ulaganja u računalstvo? Prije nego što istražimo ova pitanja, ponovimo stanje modernog superračunala.

Perspektiva superračunala

Baš kao i u prošlosti, današnje prosječno superračunalo je masivan stroj, veličine se može usporediti s parkiralištem koje ima 40-50 automobila, a oni mogu u jednom danu izračunati rješenje za projektiranje za što bi prosječnom osobnom računalu trebale tisuće godina riješiti. Jedina razlika je u tome što su naša osobna računala sazrela u računalnim snagama, tako su i naša superračunala.

Za kontekst, današnja superračunala sada se natječu na razini petaflopa: 1 kilobajt = 1,000 bitova 1 megabit = 1,000 kilobajta 1 gigabit = 1,000 megabita 1 terabit = 1,000 gigabita 1 petabit = 1,000 terabita

Za prijevod žargona koji ćete pročitati u nastavku, znajte da je 'Bit' mjerna jedinica podataka. 'Bajtovi' su mjerna jedinica za pohranu digitalnih informacija. Konačno, 'Flop' označava operacije s pomičnim zarezom u sekundi i mjeri brzinu računanja. Operacije s pomičnim zarezom omogućuju računanje vrlo dugih brojeva, vitalnu sposobnost za različita znanstvena i inženjerska polja i funkciju za koju su superračunala posebno napravljena. To je razlog zašto, kada se govori o superračunalima, industrija koristi izraz 'flop'.

Tko kontrolira vrhunska svjetska superračunala?

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

Međutim, koliko god udio u globalnih top 10 držao prestiža, ono što je doista važno jest udio zemlje u svjetskim resursima superračunala, a ovdje je jedna zemlja napredovala: Kina.

Zašto se zemlje natječu za prevlast superračunala

Na temelju Ljestvica 2017, Kina je dom za 202 od 500 najbržih superračunala na svijetu (40%), dok Amerika kontrolira 144 (29%). Ali brojke znače manje od razmjera računalne tehnologije koju zemlja može iskoristiti, a i ovdje Kina ima vodeću ulogu; osim što posjeduje dva od tri najbolja superračunala (2018.), Kina također uživa 35 posto svjetskog kapaciteta superračunala, u usporedbi s 30 posto SAD-a.

U ovom trenutku prirodno je pitanje koga je briga? Zašto se zemlje natječu oko izgradnje sve bržih superračunala?

Pa, kao što ćemo navesti u nastavku, superračunala su alat koji omogućuje. Omogućuju znanstvenicima i inženjerima zemlje da nastave s postojanim napredovanjem (a ponekad i ogromnim skokovima naprijed) u poljima kao što su biologija, vremenska prognoza, astrofizika, nuklearno oružje i još mnogo toga.

Drugim riječima, superračunala omogućuju privatnom sektoru zemlje da izgradi profitabilnije ponude, a javnom sektoru da djeluje učinkovitije. Tijekom desetljeća, ova poboljšanja omogućena superračunalima mogla bi značajno transformirati gospodarski, vojni i geopolitički položaj zemlje.

Na apstraktnijoj razini, zemlja koja kontrolira najveći udio kapaciteta superračunala posjeduje budućnost.

Probijanje exaflop barijere

S obzirom na gore navedene realnosti, ne bi trebalo biti iznenađenje da SAD planira povratak.

Godine 2017. predsjednik Obama pokrenuo je Nacionalnu inicijativu za strateško računalstvo kao partnerstvo između Ministarstva energetike, Ministarstva obrane i Nacionalne zaklade za znanost. Ova je inicijativa već dodijelila ukupno 258 milijuna dolara za šest tvrtki u nastojanju da istraže i razviju prvo exaflop superračunalo na svijetu tzv. zora. (Iz neke perspektive, to je 1,000 petaflopsa, što je otprilike snaga izračuna 500 najboljih svjetskih superračunala zajedno, i trilijun puta brže od vašeg osobnog prijenosnog računala.) Ovo računalo bi trebalo biti pušteno u prodaju oko 2021. i podržavat će istraživačke inicijative organizacija poput Odjel za domovinsku sigurnost, NASA, FBI, Nacionalni instituti za zdravlje i drugi.

Edit: U travnju 2018 objavila američka vlada 600 milijuna dolara za financiranje tri nova exaflop računala:

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

Nažalost po SAD, Kina također radi na vlastitom exaflop superračunalu. Dakle, utrka se nastavlja.

Kako će superračunala omogućiti buduća znanstvena otkrića

Ranije nagoviještena, sadašnja i buduća superračunala omogućuju napredak u nizu disciplina.

Među najneposrednijim poboljšanjima koja će javnost primijetiti je da će svakodnevni gadgeti početi raditi puno brže i bolje. Velike podatke koje ti uređaji dijele u oblak učinkovitije će obrađivati korporativna superračunala, tako da će vaši mobilni osobni pomoćnici, poput Amazon Alexa i Google Assistant, početi razumijevati kontekst iza vašeg govora i savršeno odgovoriti na vaša nepotrebno složena pitanja. Tone novih nosivih uređaja također će nam dati nevjerojatne moći, poput pametnih čepića za uši koji trenutno prevode jezike u stvarnom vremenu, u stilu Zvjezdanih staza.

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 s internetom. Kada se to dogodi, vaš će svijet postati lakši.

Na primjer, vaš hladnjak će vam poslati SMS s popisom za kupovinu kada ostanete bez hrane. Zatim ćete ući u supermarket, odabrati spomenuti popis prehrambenih artikala i izaći bez ikakvog kontakta s blagajnikom ili blagajnom—artikli će automatski biti terećeni s vašeg bankovnog računa čim izađete iz zgrade. Kad izađete na parkiralište, već će vas čekati samovozeći taksi s otvorenim prtljažnikom da vam spremi torbe i odveze vas kući.

Ali uloga koju će ta buduća superračunala imati na makro razini bit će daleko veća. Nekoliko primjera:

Digitalne simulacije: Superračunala, posebno na eksaskali, omogućit će znanstvenicima izradu preciznijih simulacija bioloških sustava, poput vremenske prognoze i dugoročnih modela klimatskih promjena. Isto tako, koristit ćemo ih za stvaranje boljih prometnih simulacija koje mogu pomoći u razvoju samovozećih automobila.

Poluvodiči: Moderni mikročipovi postali su previše složeni da bi se timovi ljudi sami učinkovito dizajnirali. Iz tog razloga, napredni računalni softver i superračunala sve više preuzimaju vodeću ulogu u projektiranju računala sutrašnjice.

Poljoprivreda: Buduća superračunala omogućit će razvoj novih biljaka koje su otporne na sušu, vrućinu i slanu vodu, kao i hranjive — neophodan rad neophodan za prehranjivanje sljedeće dvije milijarde ljudi koji će na svijet doći do 2050. Pročitajte više u našem Budućnost ljudske populacije Serija.

Velika farma: Farmaceutske farmaceutske tvrtke konačno će dobiti mogućnost potpune obrade ogromnog raspona ljudskih, životinjskih i biljnih genoma koji će pomoći u stvaranju novih lijekova i tretmana za razne uobičajene i ne tako uobičajene bolesti u svijetu. Ovo je posebno korisno tijekom izbijanja novih virusa, poput straha od ebole iz istočne Afrike 2015. Buduće brzine obrade omogućit će farmaceutskim tvrtkama analizu genoma virusa i izradu prilagođenih cjepiva unutar nekoliko dana umjesto tjedana ili mjeseci. Pročitajte više u našem Budućnost zdravlja Serija.

nacionalna sigurnost: Ovo je glavni razlog zašto vlada toliko ulaže u razvoj superračunala. Snažnija superračunala pomoći će budućim generalima u stvaranju preciznih strategija bitke za svaku borbenu situaciju; pomoći će u dizajniranju učinkovitijih sustava oružja i pomoći će agencijama za provođenje zakona i špijunskim agencijama da bolje identificiraju 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 umjetnoj inteligenciji tijekom 2020-ih i 2030-ih u potpunosti ovise o sirovoj snazi budućih superračunala. Ali što ako bi superračunala koja smo nagovijestili u cijelom ovom poglavlju mogla učiniti zastarjelima pomoću potpuno nove klase računala?

Dobrodošli u kvantna računala - posljednje poglavlje ove serije udaljeno je samo jedan klik.