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Perché i paesi competono per costruire i più grandi supercomputer? Il futuro dei computer P6

David Tal, editore, futurista
@DavidTalWrites
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Mar, 09 / 15 / 2020 - 15: 33

Chi controlla il futuro dell'informatica, possiede il mondo. Le aziende tecnologiche lo sanno. I paesi lo sanno. Ed è per questo che quei partiti che mirano a possedere l'impronta più grande sul nostro mondo futuro sono in una corsa in preda al panico per costruire supercomputer sempre più potenti.

Chi sta vincendo? E come ripagheranno esattamente tutti questi investimenti informatici? Prima di esplorare queste domande, ricapitoliamo lo stato del moderno supercomputer.

Una prospettiva da supercomputer

Proprio come in passato, il supercomputer medio di oggi è una macchina enorme, di dimensioni paragonabili a un parcheggio che contiene 40-50 auto, e possono calcolare in un giorno la soluzione per progettare ciò che il personal computer medio impiegherebbe migliaia di anni per risolvere. L'unica differenza è che, proprio come i nostri personal computer sono maturati in termini di potenza di calcolo, così anche i nostri supercomputer.

Per il contesto, i supercomputer di oggi competono su una scala petaflop: 1 Kilobyte = 1,000 bit 1 Megabit = 1,000 kilobyte 1 Gigabit = 1,000 Megabit 1 Terabit = 1,000 Gigabit 1 Petabit = 1,000 Terabit

Per tradurre il gergo che leggerai di seguito, sappi che un 'Bit' è un'unità di misura dei dati. I "byte" sono un'unità di misura per l'archiviazione di informazioni digitali. Infine, 'Flop' sta per operazioni in virgola mobile al secondo e misura la velocità di calcolo. Le operazioni in virgola mobile consentono il calcolo di numeri molto lunghi, un'abilità vitale per una varietà di campi scientifici e ingegneristici e una funzione per la quale i supercomputer sono specificamente costruiti. Questo è il motivo per cui, quando si parla di supercomputer, l'industria usa il termine "flop".

Chi controlla i migliori supercomputer del mondo?

Quando si tratta della battaglia per la supremazia dei supercomputer, i paesi leader sono davvero quelli che ti aspetteresti: principalmente Stati Uniti, Cina, Giappone e alcuni stati dell'UE.

Tuttavia, per quanto piazzare una partecipazione nella top 10 mondiale detenga prestigio, ciò che conta davvero è la quota di un paese delle risorse di supercalcolo mondiali, e qui un paese è andato avanti: la Cina.

Perché i paesi competono per la supremazia dei supercomputer

Sulla base di una Classifica 2017, la Cina ospita 202 dei 500 supercomputer più veloci del mondo (40%), mentre l'America ne controlla 144 (29%). Ma i numeri significano meno della scala di calcolo che un paese può sfruttare, e anche qui la Cina controlla un comando dominante; oltre a possedere due dei primi tre supercomputer (2018), la Cina gode anche del 35% della capacità di supercalcolo mondiale, rispetto al 30% degli Stati Uniti.

A questo punto, la domanda naturale da porsi è: chi se ne frega? Perché i paesi competono per la costruzione di supercomputer sempre più veloci?

Bene, come vedremo di seguito, i supercomputer sono uno strumento abilitante. Consentono agli scienziati e agli ingegneri di un paese di continuare a fare progressi costanti (e talvolta giganteschi balzi in avanti) in campi come la biologia, le previsioni meteorologiche, l'astrofisica, le armi nucleari e altro ancora.

In altre parole, i supercomputer consentono al settore privato di un paese di creare offerte più redditizie e al suo settore pubblico di operare in modo più efficiente. Nel corso dei decenni, questi progressi abilitati dai supercomputer potrebbero trasformare in modo significativo la posizione economica, militare e geopolitica di un paese.

A un livello più astratto, il paese che controlla la quota maggiore di capacità di supercalcolo possiede il futuro.

Rompere la barriera dell'exaflop

Date le realtà sopra delineate, non dovrebbe sorprendere il fatto che gli Stati Uniti stiano pianificando una rimonta.

Nel 2017, il presidente Obama ha lanciato la National Strategic Computing Initiative come partnership tra il Dipartimento dell'Energia, il Dipartimento della Difesa e la National Science Foundation. Questa iniziativa ha già assegnato un totale di 258 milioni di dollari a sei aziende nel tentativo di ricercare e sviluppare il primo supercomputer exaflop al mondo chiamato Aurora. (Per una certa prospettiva, si tratta di 1,000 petaflop, all'incirca la potenza di calcolo dei 500 migliori supercomputer del mondo messi insieme e un trilione di volte più veloce del tuo laptop personale.) Questo computer sarà rilasciato intorno al 2021 e sosterrà le iniziative di ricerca di organizzazioni come il Department of Homeland Security, NASA, FBI, National Institutes of Health e altro ancora.

Modifica: nell'aprile 2018, il Lo ha annunciato il governo degli Stati Uniti $ 600 milioni per finanziare tre nuovi computer exaflop:

* Sistema ORNL consegnato nel 2021 e accettato nel 2022 (sistema ORNL) * Sistema LLNL consegnato nel 2022 e accettato nel 2023 (sistema LLNL) * Sistema potenziale ANL consegnato nel 2022 e accettato nel 2023 (sistema ANL)

Sfortunatamente per gli Stati Uniti, anche la Cina sta lavorando al proprio supercomputer exaflop. Quindi, la corsa continua.

In che modo i supercomputer consentiranno scoperte scientifiche future

I supercomputer precedenti, attuali e futuri consentono scoperte in una vasta gamma di discipline.

Tra i miglioramenti più immediati che il pubblico noterà c'è che i gadget di tutti i giorni inizieranno a funzionare molto più velocemente e meglio. I big data che questi dispositivi condividono nel cloud verranno elaborati in modo più efficace dai supercomputer aziendali, in modo che i tuoi assistenti personali mobili, come Amazon Alexa e Google Assistant, inizino a capire il contesto dietro il tuo discorso e rispondi perfettamente alle tue domande inutilmente complesse. Tonnellate di nuovi dispositivi indossabili ci daranno anche poteri straordinari, come i tappi per le orecchie intelligenti che traducono istantaneamente le lingue in tempo reale, in stile Star Trek.

Allo stesso modo, entro la metà degli anni 2020, una volta l'Internet delle cose matura nei paesi sviluppati, quasi ogni prodotto, veicolo, edificio e tutto nelle nostre case sarà connesso al web. Quando ciò accadrà, il tuo mondo diventerà più semplice.

Ad esempio, il tuo frigorifero ti invierà un messaggio di testo con una lista della spesa quando finisci il cibo. Entrerai quindi in un supermercato, sceglierai l'elenco di prodotti alimentari e uscirai senza mai interagire con un cassiere o un registratore di cassa: gli articoli verranno automaticamente addebitati dal tuo conto bancario nel momento in cui esci dall'edificio. Quando esci al parcheggio, un taxi a guida autonoma ti aspetterà già con il bagagliaio aperto per depositare i bagagli e portarti a casa.

Ma il ruolo che questi futuri supercomputer svolgeranno a livello macro sarà molto più ampio. Alcuni esempi:

Simulazioni digitali: i supercomputer, soprattutto su scala exa, consentiranno agli scienziati di costruire simulazioni più precise di sistemi biologici, come previsioni meteorologiche e modelli di cambiamento climatico a lungo termine. Allo stesso modo, li utilizzeremo per creare migliori simulazioni del traffico che possono aiutare lo sviluppo di auto a guida autonoma.

Semiconduttori: I moderni microchip sono diventati troppo complessi perché i team umani possano progettare se stessi in modo efficace. Per questo motivo, software per computer avanzati e supercomputer stanno assumendo sempre più un ruolo di primo piano nell'architettura dei computer di domani.

Agricoltura: I futuri supercomputer consentiranno lo sviluppo di nuove piante resistenti alla siccità, al calore e all'acqua salata, oltre a un lavoro nutriente e essenziale per nutrire i prossimi due miliardi di persone che dovrebbero entrare nel mondo entro il 2050. Maggiori informazioni nel nostro Futuro della popolazione umana serie.

Big Pharma: Le aziende farmaceutiche avranno finalmente la capacità di elaborare completamente una vasta gamma di genomi umani, animali e vegetali che aiuteranno la creazione di nuovi farmaci e trattamenti per una varietà di malattie comuni e non comuni nel mondo. Ciò è particolarmente utile durante le nuove epidemie di virus, come la paura dell'Ebola del 2015 dall'Africa orientale. Le velocità di elaborazione future consentiranno alle aziende farmaceutiche di analizzare il genoma di un virus e creare vaccini personalizzati in pochi giorni anziché in settimane o mesi. Leggi di più nel ns Futuro della salute serie.

sicurezza nazionale: Questo è il motivo principale per cui il governo sta investendo così tanto nello sviluppo dei supercomputer. Supercomputer più potenti aiuteranno i futuri generali a creare strategie di battaglia precise per qualsiasi situazione di combattimento; aiuterà a progettare sistemi d'arma più efficaci e aiuterà le forze dell'ordine e le agenzie di spionaggio a identificare meglio le potenziali minacce molto prima che possano danneggiare i civili domestici.

intelligenza artificiale

E poi arriviamo al controverso argomento dell'intelligenza artificiale (AI). Le scoperte che vedremo nella vera IA negli anni 2020 e 2030 dipendono interamente dalla potenza pura dei futuri supercomputer. Ma cosa accadrebbe se i supercomputer a cui abbiamo accennato in tutto questo capitolo potessero essere resi obsoleti da una classe di computer completamente nuova?

Benvenuti nei computer quantistici: il capitolo finale di questa serie è a portata di clic.