Quantumrun

KÉP HITEL: Quantumrun

Miért versengenek az országok a legnagyobb szuperszámítógépek megépítéséért? A számítógépek jövője P6

David Tal, kiadó, futurista
@DavidTalWrites
LinkedIn

kedd, 09. - 15:2020

Aki irányítja a számítástechnika jövőjét, az övé a világ. A műszaki cégek tudják. Az országok tudják. És ez az oka annak, hogy azok a pártok, amelyek célja, hogy a legnagyobb lábnyomot birtokolják jövő világunkban, pánikszerűen versenyeznek az egyre nagyobb teljesítményű szuperszámítógépek felépítéséért.

Ki nyer? És pontosan hogyan térülnek meg ezek a számítástechnikai befektetések? Mielőtt megvizsgálnánk ezeket a kérdéseket, tekintsük át a modern szuperszámítógép állapotát.

Szuperszámítógépes perspektíva

Csakúgy, mint a múltban, a mai átlagos szuperszámítógép egy hatalmas gép, méretét tekintve egy 40-50 autót befogadó parkolóhoz hasonlítható, és egy nap alatt ki tudják számítani a megoldást, és előre vetítik, hogy egy átlagos személyi számítógépnek több ezer évre lenne szüksége. megoldani. Az egyetlen különbség az, hogy ahogy a személyi számítógépeink a számítási teljesítményben érettek, úgy a szuperszámítógépeink is.

A környezet szempontjából a mai szuperszámítógépek petaflop léptékben versenyeznek: 1 kilobájt = 1,000 bit 1 megabit = 1,000 kilobájt 1 gigabit = 1,000 megabit 1 terabit = 1,000 gigabit 1 petabit = 1,000 terabit

Az alábbiakban olvasható szakzsargon lefordításához vegye figyelembe, hogy a „Bit” az adatok mértékegysége. A „byte” a digitális információtárolás mértékegysége. Végül a „flop” a lebegőpontos műveleteket jelenti másodpercenként, és a számítás sebességét méri. A lebegőpontos műveletek nagyon hosszú számok kiszámítását teszik lehetővé, ami számos tudományos és mérnöki terület létfontosságú képessége, és egy olyan funkció, amelyre a szuperszámítógépek kifejezetten készültek. Ez az oka annak, hogy amikor a szuperszámítógépekről beszélünk, az iparág a „flop” kifejezést használja.

Ki irányítja a világ legjobb szuperszámítógépeit?

Ha a szuperszámítógépek fölényéért vívunk, a vezető országok valóban azok, akikre számítani lehet: elsősorban az Egyesült Államok, Kína, Japán és egyes EU-államok.

Mindazonáltal bármennyire is tekintélye van a globális top 10-be való részesedésnek, az igazán számít, hogy egy ország részesedése a világ szuperszámítógépes erőforrásaiból van, és itt egy ország lépett előre: Kína.

Miért versengenek az országok a szuperszámítógépek fölényéért?

Alapul véve a 2017-as rangsorKínában található a világ 202 leggyorsabb szuperszámítógépe közül 500 (40%), míg Amerika 144 (29%) ellenőrzése alatt áll. A számok azonban kevesebbet jelentenek, mint amennyit egy ország ki tud használni, és itt is Kína irányítja a vezető szerepet; eltekintve attól, hogy a három legnagyobb szuperszámítógép közül kettőt birtokol (2018), Kína a világ szuperszámítógép-kapacitásának 35 százalékát is birtokolja, szemben az Egyesült Államok 30 százalékával.

Ezen a ponton természetes kérdés, hogy kit érdekel? Miért versengenek az országok az egyre gyorsabb szuperszámítógépek építésében?

Nos, amint az alábbiakban felvázoljuk, a szuperszámítógépek egy engedélyező eszköz. Lehetővé teszik egy ország tudósai és mérnökei számára, hogy folyamatosan haladjanak előre (és néha óriási ugrásokkal) olyan területeken, mint a biológia, az időjárás-előrejelzés, az asztrofizika, a nukleáris fegyverek és egyebek.

Más szóval, a szuperszámítógépek lehetővé teszik az ország magánszektora számára, hogy jövedelmezőbb ajánlatokat építsen fel, a közszféra pedig hatékonyabb működést. Évtizedek alatt ezek a szuperszámítógépek által támogatott fejlesztések jelentősen átalakíthatják egy ország gazdasági, katonai és geopolitikai helyzetét.

Elvontabb szinten a szuperszámítógép-kapacitás legnagyobb hányadát irányító ország birtokolja a jövőt.

Az exaflop gát áttörése

A fent vázolt valóságot figyelembe véve nem lehet meglepő, hogy az Egyesült Államok visszatérést tervez.

2017-ben Obama elnök elindította a Nemzeti Stratégiai Számítástechnikai Kezdeményezést az Energiaügyi Minisztérium, a Védelmi Minisztérium és a Nemzeti Tudományos Alapítvány partnerségeként. Ez a kezdeményezés már összesen 258 millió dollárt ítélt oda hat vállalatnak a világ első exaflop szuperszámítógépének kutatására és fejlesztésére. Sárgásvörös. (Bizonyos szemszögből ez 1,000 petaflop, ami nagyjából a világ 500 legjobb szuperszámítógépének számítási teljesítménye együttvéve, és billiószor gyorsabb, mint az Ön személyes laptopja.) Ez a számítógép 2021 körül jelenik meg, és olyan szervezetek kutatási kezdeményezéseit támogatja majd, mint a A Belbiztonsági Minisztérium, a NASA, az FBI, a National Institutes of Health és még sok más.

Szerkesztés: 2018 áprilisában a Az amerikai kormány bejelentette 600 millió dollár három új exaflop számítógép finanszírozására:

* 2021-ben leszállított és 2022-ben elfogadott ORNL rendszer (ORNL rendszer) * 2022-ben leszállított és 2023-ban elfogadott LLNL rendszer (LLNL rendszer) * 2022-ben leszállított és 2023-ban elfogadott ANL potenciál rendszer (ANL rendszer)

Sajnos az Egyesült Államok számára Kína is dolgozik saját exaflop szuperszámítógépén. A verseny tehát folytatódik.

Hogyan teszik lehetővé a szuperszámítógépek a jövőbeni tudományos áttöréseket

A korábbiakra utalva a jelenlegi és jövőbeli szuperszámítógépek áttörést tesznek lehetővé számos tudományterületen.

A közvélemény által észrevehető legközvetlenebb fejlesztések között szerepel, hogy a mindennapi kütyük sokkal gyorsabban és jobban kezdenek működni. Az eszközök által a felhőben megosztott nagy adatokat hatékonyabban dolgozzák fel a vállalati szuperszámítógépek, így a mobil személyi asszisztensek, mint például az Amazon Alexa és a Google Assistant, elkezdik megérteni a beszéde mögött meghúzódó kontextust. tökéletesen válaszolja meg a szükségtelenül összetett kérdéseit. A rengeteg új hordható eszköz elképesztő erőt ad nekünk, például az intelligens füldugókat, amelyek azonnal, valós időben fordítanak nyelveket, Star Trek-stílusban.

Hasonlóképpen a 2020-as évek közepén egyszer a tárgyak internete A fejlett országokban érlelődik, szinte minden termék, jármű, épület és otthonunkban minden csatlakozik az internethez. Amikor ez megtörténik, világod könnyedebb lesz.

Például a hűtőszekrénye SMS-ben küld egy bevásárlólistát, ha elfogy az étel. Ezután besétál egy szupermarketbe, kiválasztja az élelmiszerek listáját, és kimegy anélkül, hogy pénztárost vagy pénztárgépet venne igénybe – a tételek automatikusan levonásra kerülnek a bankszámlájáról, amint kilép az épületből. Amikor kimész a parkolóba, már egy önvezető taxi vár rád nyitott csomagtartóval, hogy elhelyezze a csomagjaidat és hazavigyen.

De a jövőbeni szuperszámítógépek szerepe makroszinten sokkal nagyobb lesz. Néhány példa:

Digitális szimulációk: A szuperszámítógépek, különösen az exa skálán, lehetővé teszik a tudósok számára, hogy pontosabb szimulációkat készítsenek biológiai rendszerekről, például időjárás-előrejelzésekről és hosszú távú klímaváltozási modellekről. Hasonlóképpen jobb közlekedési szimulációk létrehozására fogjuk használni őket, amelyek segíthetik az önvezető autók fejlesztését.

Félvezetők: A modern mikrochipek túl bonyolultak lettek ahhoz, hogy embercsoportok hatékonyan megtervezhessék magukat. Emiatt a fejlett számítógépes szoftverek és szuperszámítógépek egyre inkább vezető szerepet töltenek be a holnap számítógépeinek tervezésében.

Mezőgazdaság: A jövő szuperszámítógépei lehetővé teszik olyan új növények kifejlesztését, amelyek ellenállnak a szárazságnak, a hőnek és a sós víznek, valamint táplálóak – ez elengedhetetlen a 2050-re a világra kerülő következő kétmilliárd ember élelmezéséhez szükséges munkához. Az emberi népesség jövője sorozat.

Nagy gyógyszer: A gyógyszergyártó cégek végre képesek lesznek teljes mértékben feldolgozni az emberi, állati és növényi genomok hatalmas skáláját, ami elősegíti új gyógyszerek és kezelések létrehozását a világ számos gyakori és nem túl gyakori betegségére. Ez különösen hasznos az új vírusjárványok idején, mint például a 2015-ös ebola-rémület Kelet-Afrikából. A jövőbeni feldolgozási sebesség lehetővé teszi a gyógyszergyárak számára, hogy elemezzék a vírus genomját, és testreszabott vakcinákat készítsenek napok alatt, nem heteken vagy hónapokon belül. Bővebben a mi Az egészség jövője sorozat.

nemzetbiztonság: Ez a fő oka annak, hogy a kormány ilyen sokat fektet a szuperszámítógépek fejlesztésébe. A nagyobb teljesítményű szuperszámítógépek segítenek a leendő tábornoknak abban, hogy pontos harci stratégiákat alkossanak bármilyen harci helyzethez; segít hatékonyabb fegyverrendszerek tervezésében, és segít a bűnüldöző szerveknek és a kémügynökségeknek jobban azonosítani a potenciális fenyegetéseket, jóval azelőtt, hogy azok károsítanák a hazai civileket.

Mesterséges intelligencia

És akkor elérkezünk a mesterséges intelligencia (AI) vitatott témájához. A valódi mesterséges intelligencia terén a 2020-as és 2030-as években tapasztalható áttörések teljes mértékben a jövő szuperszámítógépeinek nyers teljesítményétől függenek. De mi van akkor, ha azokat a szuperszámítógépeket, amelyekre ebben a fejezetben végig utaltunk, egy teljesen új számítógéposztály elavulttá tehetné?

Üdvözöljük a kvantumszámítógépeknél – a sorozat utolsó fejezete csak egy kattintásnyira van.