Ինչո՞ւ են երկրները մրցում ամենամեծ սուպերհամակարգիչները ստեղծելու համար: Համակարգիչների ապագան P6

Ով վերահսկում է հաշվարկների ապագան, նա տիրապետում է աշխարհին: Տեխնոլոգիական ընկերությունները դա գիտեն: Երկրները դա գիտեն: Եվ ահա թե ինչու այն կուսակցությունները, որոնց նպատակն է ունենալ ամենամեծ հետքը մեր ապագա աշխարհում, խուճապահար մրցավազքի մեջ են՝ կառուցելու ավելի հզոր սուպերհամակարգիչներ:

Ո՞վ է հաղթում: Իսկ ինչպե՞ս կվճարվեն այս բոլոր հաշվողական ներդրումները: Նախքան այս հարցերն ուսումնասիրելը, եկեք ամփոփենք ժամանակակից գերհամակարգչի վիճակը:

Սուպերհամակարգչի հեռանկար

Ինչպես նախկինում, այնպես էլ այսօրվա միջին սուպերհամակարգիչը հսկայական մեքենա է, իր չափերով համեմատելի է 40-50 մեքենա տեղավորող կայանատեղիի հետ, և նրանք կարող են մեկ օրում հաշվարկել այն նախագծերի լուծումը, որը միջին անհատական ​​համակարգչից հազարավոր տարիներ կպահանջի: լուծել. Միակ տարբերությունն այն է, որ ինչպես մեր անհատական ​​համակարգիչները հասունացել են հաշվողական հզորությամբ, այնպես էլ մեր սուպերհամակարգիչները:

Համատեքստի համար այսօրվա սուպերհամակարգիչները այժմ մրցում են պետաֆլոպի մասշտաբով՝ 1 Կիլոբայթ = 1,000 բիթ 1 Մեգաբիթ = 1,000 կիլոբայթ 1 Գիգաբիթ = 1,000 Մեգաբիթ 1 տերաբիտ = 1,000 Գիգաբիթ 1 Փեթաբիթ = 1,000

Ստորև կարդացած ժարգոնը թարգմանելու համար իմացեք, որ «Բիթ»-ը տվյալների չափման միավոր է: «Բայթը» թվային տեղեկատվության պահպանման չափման միավոր է: Վերջապես, «Flop» նշանակում է լողացող կետով գործողություններ մեկ վայրկյանում և չափում է հաշվարկի արագությունը: Լողացող կետով գործողությունները թույլ են տալիս հաշվարկել շատ երկար թվեր, կենսական կարողություն տարբեր գիտական ​​և ինժեներական ոլորտների համար և գործառույթ, որի համար հատուկ կառուցված են սուպերհամակարգիչները: Ահա թե ինչու, երբ խոսում են սուպերհամակարգիչների մասին, արդյունաբերությունն օգտագործում է «flop» տերմինը:

Ո՞վ է վերահսկում աշխարհի լավագույն սուպերհամակարգիչները:

Երբ խոսքը գնում է գերհամակարգիչների գերակայության համար պայքարի մասին, առաջատար երկրներն իսկապես այնպիսին են, ինչպիսին դուք կսպասեիք. հիմնականում Միացյալ Նահանգները, Չինաստանը, Ճապոնիան և ԵՄ ընտրված երկրները:

Ինչպես կա, լավագույն 10 սուպերհամակարգիչները (2018) հետևյալն են. AI Bridging Cloud | Ճապոնիա | 130 պետաֆլոպս (2) Sunway TaihuLight | Չինաստան | 93 պետաֆլոպս (3) Tianhe-2 | Չինաստան | 34 պետաֆլոպս (4) SuperMUC-NG | Գերմանիա | 27 պետաֆլոպս (5) Piz Daint | Շվեյցարիա | 20 պետաֆլոպս (6) Գյուկո | Ճապոնիա | 19 պետաֆլոպս (7) Տիտան | Միացյալ Նահանգներ | 18 պետաֆլոպս (8) սեքվոյա | Միացյալ Նահանգներ | 17 պետաֆլոպս (9) Երրորդություն | Միացյալ Նահանգներ | 14 պետաֆլոպս (10) Cori | Միացյալ Նահանգներ | 14 պետաֆլոպս

Այնուամենայնիվ, որքան էլ որ գլոբալ թոփ 10-ում մասնաբաժինը հիմնելը հեղինակություն է, այն, ինչ իրականում կարևոր է, երկրի բաժինն է աշխարհի գերհամակարգչային ռեսուրսներում, և այստեղ մեկ երկիր առաջ է գնացել՝ Չինաստանը:

Ինչու են երկրները մրցում գերհամակարգիչների գերակայության համար

Հիման վրա: 2017 վարկանիշՉինաստանում են գտնվում աշխարհի ամենաարագ 202 սուպերհամակարգիչներից 500-ը (40%), մինչդեռ Ամերիկան ​​վերահսկում է 144-ը (29%): Բայց թվերը նշանակում են ավելի քիչ, քան այն չափը, որը կարող է օգտագործել երկիրը, և այստեղ նույնպես Չինաստանը վերահսկում է առաջատար դիրքը. Բացի լավագույն երեք սուպերհամակարգիչներից երկուսի (2018) սեփականատեր լինելուց, Չինաստանը նաև վայելում է աշխարհի գերհամակարգչային հզորության 35 տոկոսը՝ ԱՄՆ-ի 30 տոկոսի համեմատ:

Այս պահին բնական հարցն այն է, թե ո՞ւմ է դա հետաքրքրում: Ինչո՞ւ են երկրները մրցում ավելի արագ սուպերհամակարգիչների ստեղծման շուրջ:

Դե, ինչպես մենք կներկայացնենք ստորև, սուպերհամակարգիչները հնարավորություն ընձեռող գործիք են: Դրանք թույլ են տալիս երկրի գիտնականներին և ճարտարագետներին շարունակել կայուն առաջընթաց (և երբեմն հսկա թռիչքներ առաջ գնալ) այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են կենսաբանությունը, եղանակի կանխատեսումը, աստղաֆիզիկան, միջուկային զենքը և այլն:

Այլ կերպ ասած, սուպերհամակարգիչները թույլ են տալիս երկրի մասնավոր հատվածին ստեղծել ավելի շահավետ առաջարկներ, իսկ պետական ​​հատվածին՝ ավելի արդյունավետ աշխատել: Տասնամյակների ընթացքում այս սուպերհամակարգչային առաջընթացները կարող են զգալիորեն փոխակերպել երկրի տնտեսական, ռազմական և աշխարհաքաղաքական դիրքը:

Ավելի վերացական մակարդակով, երկիրը, որը վերահսկում է գերհամակարգչային հզորությունների ամենամեծ մասնաբաժինը, ապագան է պատկանում:

Էկզաֆլոպի արգելքը կոտրելը

Հաշվի առնելով վերը նշված իրողությունները, չպետք է զարմանա, որ ԱՄՆ-ը ծրագրում է վերադարձ:

2017 թվականին նախագահ Օբաման նախաձեռնեց Ազգային ռազմավարական հաշվարկային նախաձեռնությունը՝ որպես համագործակցություն Էներգետիկայի նախարարության, պաշտպանության նախարարության և Ազգային գիտական ​​հիմնադրամի միջև: Այս նախաձեռնությունն արդեն ընդհանուր առմամբ $258 մլն է շնորհել վեց ընկերությունների՝ փորձելով հետազոտել և զարգացնել աշխարհում առաջին էքսաֆլոպ սուպերհամակարգիչը, որը կոչվում է: Արշալույս. (Որոշ տեսանկյունից դա 1,000 պետաֆլոպ է, մոտավորապես աշխարհի լավագույն 500 գերհամակարգիչների հաշվարկային հզորությունը միասին վերցրած, և տրիլիոն անգամ ավելի արագ, քան ձեր անձնական նոութբուքը:) Այս համակարգիչը թողարկվելու է մոտ 2021 թվականին և կաջակցի այնպիսի կազմակերպությունների հետազոտական ​​նախաձեռնություններին, ինչպիսիք են Ներքին անվտանգության վարչություն, ՆԱՍԱ, ՀԴԲ, Առողջապահության ազգային ինստիտուտ և այլն:

Խմբագրել՝ 2018 թվականի ապրիլին ԱՄՆ կառավարությունը հայտարարեց 600 միլիոն դոլար երեք նոր exaflop համակարգիչների ֆինանսավորման համար.

* ORNL համակարգը առաքվել է 2021 թվականին և ընդունվել 2022 թվականին (ORNL համակարգ) * LLNL համակարգը առաքվել է 2022 թվականին և ընդունվել է 2023 թվականին (LLNL համակարգ) * ANL պոտենցիալ համակարգը առաքվել է 2022 թվականին և ընդունվել 2023 թվականին (ANL համակարգ)

Ցավոք ԱՄՆ-ի համար, Չինաստանը նույնպես աշխատում է իր սեփական exaflop սուպերհամակարգչի վրա: Այսպիսով, մրցավազքը շարունակվում է։

Ինչպես սուպերհամակարգիչները հնարավորություն կտան ապագա գիտական ​​բեկումներին

Ավելի վաղ ակնարկված, ներկայիս և ապագա սուպերհամակարգիչները հնարավորություն են տալիս առաջընթացի հասնել մի շարք առարկաների մեջ:

Հանրության կողմից նկատվող ամենաանմիջական բարելավումների թվում այն ​​է, որ ամենօրյա գաջեթները կսկսեն աշխատել շատ ավելի արագ և ավելի լավ: Խոշոր տվյալները, որոնք այս սարքերը կիսում են ամպի մեջ, ավելի արդյունավետ կերպով կմշակվեն կորպորատիվ սուպերհամակարգիչների կողմից, այնպես որ ձեր շարժական անձնական օգնականները, ինչպիսիք են Amazon Alexa-ն և Google Assistant-ը, կսկսեն հասկանալ ձեր խոսքի հիմքում ընկած համատեքստը և կատարյալ պատասխանեք ձեր անհարկի բարդ հարցերին. Տոննաներով նոր կրվող սարքերը մեզ նաև զարմանալի ուժեր կհաղորդեն, ինչպիսիք են խելացի ականջակալները, որոնք ակնթարթորեն թարգմանում են լեզուներ իրական ժամանակում՝ «Star Trek» ոճով:

Նմանապես, մինչև 2020-ականների կեսերը, մեկ անգամ իրերի ինտերնետը հասունանում է զարգացած երկրներում, գրեթե յուրաքանչյուր ապրանք, մեքենա, շենք և մեր տներում ամեն ինչ միացված կլինի ցանցին: Երբ դա տեղի ունենա, ձեր աշխարհն ավելի հեշտ կդառնա:

Օրինակ՝ ձեր սառնարանը ձեզ հաղորդագրություն կուղարկի գնումների ցուցակ, երբ սնունդը սպառվի: Այնուհետև կմտնեք սուպերմարկետ, կընտրեք սննդամթերքի նշված ցանկը և դուրս կգաք առանց գանձապահի կամ դրամարկղի հետ աշխատելու. ապրանքները ավտոմատ կերպով կգանձվեն ձեր բանկային հաշվից, երբ դուրս գաք շենքից: Երբ դուրս գաք կայանատեղի, ձեզ արդեն կսպասի ինքնակառավարվող տաքսի՝ բեռնախցիկը բաց, որպեսզի պահի ձեր պայուսակները և ձեզ տուն տանի:

Սակայն այս ապագա սուպերհամակարգիչների դերը մակրո մակարդակում շատ ավելի մեծ կլինի: Մի քանի օրինակ.

Թվային սիմուլյացիաներՍուպերհամակարգիչները, հատկապես էքսասանդղակի վրա, թույլ կտան գիտնականներին ստեղծել կենսաբանական համակարգերի ավելի ճշգրիտ մոդելավորում, ինչպիսիք են եղանակի կանխատեսումները և կլիմայի փոփոխության երկարաժամկետ մոդելները: Նմանապես, մենք դրանք կօգտագործենք երթևեկության ավելի լավ սիմուլյացիաներ ստեղծելու համար, որոնք կարող են օգնել ինքնակառավարվող մեքենաների զարգացմանը:

ԿիսահաղորդիչներԺամանակակից միկրոչիպերը չափազանց բարդ են դարձել, որպեսզի մարդկանց թիմերը արդյունավետորեն նախագծեն իրենց: Այդ իսկ պատճառով առաջադեմ համակարգչային ծրագրերը և սուպերհամակարգիչները գնալով ավելի ու ավելի են առաջատար դեր ստանձնում վաղվա համակարգիչների ճարտարապետության գործում:

գյուղատնտեսությունԱպագա սուպերհամակարգիչները հնարավորություն կտան մշակել նոր բույսեր, որոնք դիմացկուն են երաշտին, ջերմությանը և աղի ջրին, ինչպես նաև սննդարար աշխատանքին. Մարդկային բնակչության ապագան նյութեր.

Մեծ ֆարմաԴեղագործական դեղագործական ընկերությունները վերջապես հնարավորություն կստանան ամբողջությամբ մշակել մարդկանց, կենդանիների և բույսերի գենոմների զանգվածը, որը կօգնի նոր դեղամիջոցների և բուժման ստեղծմանը աշխարհի տարբեր տարածված և ոչ այնքան տարածված հիվանդությունների համար: Սա հատկապես օգտակար է նոր վիրուսների բռնկման ժամանակ, ինչպիսին է 2015 թվականին Արևելյան Աֆրիկայից Էբոլա տենդը: Մշակման ապագա արագությունները դեղագործական ընկերություններին թույլ կտան վերլուծել վիրուսի գենոմը և ստեղծել հարմարեցված պատվաստանյութեր շաբաթների կամ ամիսների փոխարեն օրերի ընթացքում: Կարդալ ավելին մեր Առողջության ապագան նյութեր.

ազգային անվտանգությանՍա է հիմնական պատճառը, որ կառավարությունը այդքան մեծ ներդրումներ է կատարում սուպերհամակարգիչների զարգացման համար: Ավելի հզոր սուպերհամակարգիչները կօգնեն ապագա գեներալներին ստեղծել մարտական ​​ճշգրիտ ռազմավարություններ ցանկացած մարտական ​​իրավիճակի համար. դա կօգնի նախագծել ավելի արդյունավետ սպառազինության համակարգեր, ինչպես նաև կօգնի իրավապահ մարմիններին և լրտեսական գործակալություններին ավելի լավ բացահայտել հնարավոր սպառնալիքները շատ ավելի վաղ, քան դրանք կարող են վնասել ներքին քաղաքացիական անձանց:

Արհեստական ​​բանականություն

Եվ հետո մենք հասնում ենք արհեստական ​​ինտելեկտի (AI) վիճահարույց թեմային: 2020-ականների և 2030-ականների ընթացքում իրական արհեստական ​​ինտելեկտի առաջընթացը լիովին կախված է ապագա սուպերհամակարգիչների հումքային հզորությունից: Բայց ի՞նչ կլիներ, եթե սուպերհամակարգիչները, որոնց մասին մենք ակնարկեցինք այս գլխի ողջ ընթացքում, կարողանային հնացած դարձնել համակարգիչների բոլորովին նոր դասի շնորհիվ:

Բարի գալուստ քվանտային համակարգիչներ. այս շարքի վերջին գլուխը ընդամենը մեկ սեղմումով է:

Համակարգիչների ապագան շարք

Մարդկությունը վերասահմանելու համար առաջացող օգտատերերի միջերեսներ. Համակարգիչների ապագան P1

Ծրագրային ապահովման մշակման ապագան. Համակարգիչների ապագան P2

Թվային պահեստավորման հեղափոխություն. Համակարգիչների ապագան P3

Մուրի օրենք, որը կհանգեցնի միկրոչիպերի հիմնարար վերանայմանը. Համակարգիչների ապագան P4

Cloud computing-ը դառնում է ապակենտրոն. Համակարգիչների ապագան P5

Ինչպես քվանտային համակարգիչները կփոխեն աշխարհը. Համակարգիչների ապագան P7