Quantumrun

אשראי תמונה: Quantumrun

מדוע מדינות מתחרות על בניית מחשבי העל הגדולים ביותר? עתיד המחשבים P6

דוד טל, מו"ל, עתידן
@ DavidTalWrites
לינקדין

יום שלישי, 09/15/2020 - 15:33

מי ששולט בעתיד המחשוב, הוא הבעלים של העולם. חברות טכנולוגיה יודעות את זה. מדינות יודעות את זה. וזו הסיבה שאותם הצדדים שמטרתם להחזיק את טביעת הרגל הגדולה ביותר על עולמנו העתידי נמצאים במרוץ מבוהל לבניית מחשבי-על חזקים יותר ויותר.

מי מנצח? ואיך בדיוק כל השקעות המחשוב הללו ישתלמו? לפני שנחקור את השאלות הללו, בואו נסכם את מצבו של מחשב העל המודרני.

נקודת מבט של מחשבי על

בדיוק כמו בעבר, מחשב העל הממוצע של היום הוא מכונה מאסיבית, שגודלה דומה לחניון שמכיל 40-50 מכוניות, והם יכולים לחשב ביום את הפתרון לפרויקטים מה ייקח למחשב אישי ממוצע אלפי שנים לִפְתוֹר. ההבדל היחיד הוא שכפי שהמחשבים האישיים שלנו התבגרו בכוח המחשוב, כך גם מחשבי העל שלנו.

לצורך הקשר, מחשבי העל של היום מתחרים כעת בסולם פטפלופ: 1 קילובייט = 1,000 סיביות 1 מגה-ביט = 1,000 קילובייט 1 גיגה-ביט = 1,000 מגה-ביט 1 טרה-ביט = 1,000 גיגה-ביט 1 פטביט = 1,000 טרה-ביט

כדי לתרגם את הז'רגון שתקרא להלן, דע ש'Bit' הוא יחידת מדידת נתונים. 'בתים' הם יחידת מדידה לאחסון מידע דיגיטלי. לבסוף, 'פלופ' מייצג פעולות נקודה צפה בשנייה ומודד את מהירות החישוב. פעולות נקודה צפה מאפשרות חישוב של מספרים ארוכים מאוד, יכולת חיונית למגוון תחומים מדעיים והנדסיים ופונקציה שמחשבי-על בנויים במיוחד עבורה. זו הסיבה שכאשר מדברים על מחשבי-על, התעשייה משתמשת במונח 'פלופ'.

מי שולט במחשבי העל המובילים בעולם?

כשזה מגיע לקרב על עליונות מחשבי העל, המדינות המובילות הן באמת מי שהיית מצפה: בעיקר ארצות הברית, סין, יפן ומדינות נבחרות באיחוד האירופי.

עם זאת, ככל שתת חלק בעשירייה העולמית המובילה מחזיקה ביוקרה, מה שבאמת חשוב הוא חלקה של מדינה במשאבי מחשוב העל בעולם, וכאן מדינה אחת משכה קדימה: סין.

מדוע מדינות מתחרות על עליונות מחשבי העל

בהתבסס על דירוג 2017, סין היא ביתם של 202 מתוך 500 מחשבי העל המהירים בעולם (40%), בעוד שאמריקה שולטת ב-144 (29%). אבל המשמעות של מספרים היא פחות מקנה המידה של המחשוב שמדינה יכולה לנצל, וגם כאן סין שולטת בראש שליטה; מלבד הבעלות על שניים משלושת מחשבי העל המובילים (2018), סין נהנית גם מ-35 אחוזים מיכולת מחשוב העל בעולם, לעומת 30 אחוזים של ארה"ב.

בשלב זה, השאלה הטבעית לשאול היא, למי אכפת? מדוע מדינות מתחרות על בניית מחשבי-על מהירים מתמיד?

ובכן, כפי שנפרט להלן, מחשבי-על הם כלי מאפשר. הם מאפשרים למדענים ומהנדסים של מדינה להמשיך בהתקדמות מתמדת (ולפעמים קפיצות ענק קדימה) בתחומים כמו ביולוגיה, חיזוי מזג אוויר, אסטרופיזיקה, נשק גרעיני ועוד.

במילים אחרות, מחשבי העל מאפשרים למגזר הפרטי של מדינה לבנות הצעות רווחיות יותר ולמגזר הציבורי שלה לפעול בצורה יעילה יותר. במשך עשרות שנים, ההתקדמות התומכת במחשבי העל יכולה לשנות משמעותית את מעמדה הכלכלי, הצבאי והגיאופוליטי של מדינה.

ברמה יותר מופשטת, המדינה ששולטת בחלק הגדול ביותר של קיבולת מחשוב העל היא הבעלים של העתיד.

שבירת מחסום האקספלופ

בהתחשב במציאות המתוארת לעיל, זה לא אמור להפתיע שארה"ב מתכננת קאמבק.

בשנת 2017, הנשיא אובמה השיק את יוזמת המחשוב הלאומי האסטרטגי כשותפות בין משרד האנרגיה, משרד ההגנה והקרן הלאומית למדע. יוזמה זו כבר העניקה סכום כולל של 258 מיליון דולר לשש חברות במאמץ לחקור ולפתח את מחשב העל הראשון בעולם בשם Exaflop. כּוֹכָב הַשַׁחַר. (עבור פרספקטיבה מסוימת, זה 1,000 פטפלופ, בערך כוח החישוב של 500 מחשבי העל המובילים בעולם ביחד, ופי טריליון מהר יותר מהמחשב הנייד האישי שלך.) מחשב זה אמור לצאת לאקרנים בסביבות 2021 ויתמוך ביוזמות המחקר של ארגונים כמו המחלקה לביטחון פנים, נאס"א, ה-FBI, המכונים הלאומיים לבריאות ועוד.

עריכה: באפריל 2018, ה הודיעה ממשלת ארה"ב 600 מיליון דולר למימון שלושה מחשבי exaflop חדשים:

* מערכת ORNL נמסרה בשנת 2021 והתקבלה בשנת 2022 (מערכת ORNL) * מערכת LLNL נמסרה בשנת 2022 והתקבלה בשנת 2023 (מערכת LLNL) * מערכת פוטנציאל ANL נמסרה בשנת 2022 והתקבלה בשנת 2023 (מערכת ANL)

לרוע המזל של ארה"ב, סין גם עובדת על מחשב-על משלה. לפיכך, המרוץ נמשך.

כיצד מחשבי-על יאפשרו פריצות דרך מדעיות עתידיות

נרמז למחשבי-על קודמים, נוכחיים ועתידיים מאפשרים פריצות דרך במגוון דיסציפלינות.

בין השיפורים המיידיים ביותר שהציבור יבחין הוא שגאדג'טים יומיומיים יתחילו לעבוד הרבה יותר מהר וטוב יותר. הנתונים הגדולים שהמכשירים הללו חולקים לענן יעובדו בצורה יעילה יותר על ידי מחשבי העל הארגוניים, כך שהעוזרים האישיים הניידים שלך, כמו Amazon Alexa ו-Google Assistant, יתחילו להבין את ההקשר מאחורי הדיבור שלך לענות בצורה מושלמת על שאלותיך המורכבות שלא לצורך. טונות של חפצים לבישים חדשים גם יעניקו לנו כוחות מדהימים, כמו אטמי אוזניים חכמים שמתרגמים באופן מיידי שפות בזמן אמת, בסגנון מסע בין כוכבים.

באופן דומה, עד אמצע שנות ה-2020, פעם אחת האינטרנט של הדברים מתבגר במדינות מפותחות, כמעט כל מוצר, כלי רכב, בניין וכל דבר בבתים שלנו יהיו מחוברים לאינטרנט. כשזה יקרה, העולם שלך יהפוך ללא מאמץ.

לדוגמה, המקרר שלך ישמיע לך רשימת קניות כשיגמר לך האוכל. לאחר מכן תיכנס לסופרמרקט, תבחר את רשימת פריטי המזון האמורה ותצא מבלי להתעסק עם קופאית או קופה רושמת - הפריטים יחויבו אוטומטית מחשבון הבנק שלך בשנייה שתצא מהבניין. כשתצאו למגרש החניה, כבר תחכה לכם מונית בנהיגה עצמית עם תא המטען פתוח כדי לאחסן את התיקים ולהסיע אתכם הביתה.

אבל התפקיד של מחשבי העל העתידיים האלה ברמת המאקרו יהיה הרבה יותר גדול. כמה דוגמאות:

הדמיות דיגיטליות: מחשבי-על, במיוחד בקנה מידה גבוה, יאפשרו למדענים לבנות סימולציות מדויקות יותר של מערכות ביולוגיות, כמו תחזיות מזג אוויר ומודלים לשינויי אקלים ארוכי טווח. באופן דומה, נשתמש בהם כדי ליצור סימולציות תנועה טובות יותר שיכולות לסייע בפיתוח של מכוניות בנהיגה עצמית.

סמיקונדקטורס: שבבים מודרניים הפכו מורכבים מדי מכדי שצוותים של בני אדם יוכלו לעצב את עצמם ביעילות. מסיבה זו, תוכנות מחשב ומחשבי-על מתקדמות תופסות יותר ויותר תפקיד מוביל בתכנון המחשבים של המחר.

חקלאות: מחשבי-על עתידיים יאפשרו פיתוח של צמחים חדשים עמידים לבצורת, חום ומי מלח, כמו גם מזינים - עבודה חיונית הדרושה כדי להאכיל את שני מיליארד האנשים הבאים שצפויים להיכנס לעולם עד 2050. קרא עוד בדף שלנו עתיד אוכלוסיית האדם סדרה.

פארמה הגדולה: חברות תרופות תרופות יקבלו סוף סוף את היכולת לעבד באופן מלא מגוון עצום של גנומים של בני אדם, בעלי חיים וצמחים שיסייעו ביצירת תרופות וטיפולים חדשים למגוון המחלות הנפוצות והלא כל כך שכיחות בעולם. זה שימושי במיוחד במהלך התפרצויות וירוסים חדשות, כמו פחד האבולה של 2015 ממזרח אפריקה. מהירויות עיבוד עתידיות יאפשרו לחברות תרופות לנתח את הגנום של הנגיף ולבנות חיסונים מותאמים אישית תוך ימים במקום שבועות או חודשים. קרא עוד אצלנו עתיד הבריאות סדרה.

ביטחון לאומי: זו הסיבה העיקרית לכך שהממשלה משקיעה כל כך הרבה בפיתוח מחשבי-על. מחשבי-על חזקים יותר יעזרו לגנרלים עתידיים ליצור אסטרטגיות קרב מדויקות לכל מצב לחימה; זה יעזור לתכנן מערכות נשק יעילות יותר, וזה יעזור לאכיפת החוק ולסוכנויות הריגול לזהות טוב יותר איומים פוטנציאליים הרבה לפני שהם יכולים לפגוע באזרחים מקומיים.

אינטליגנציה מלאכותית

ואז הגענו לנושא השנוי במחלוקת של בינה מלאכותית (AI). פריצות הדרך שנראה ב-AI אמיתי במהלך שנות ה-2020 וה-2030 תלויות לחלוטין בכוח הגולמי של מחשבי העל העתידיים. אבל מה אם מחשבי העל שרמזנו עליהם לאורך כל הפרק הזה יכולים להיות מיושנים על ידי סוג חדש לגמרי של מחשבים?

ברוכים הבאים למחשבי קוונטים - הפרק האחרון בסדרה זו נמצא במרחק קליק אחד בלבד.