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各国が最大のスーパーコンピューターの構築を競い合っているのはなぜですか? コンピュータの未来 P6

David Tal、出版社、未来派
@DavidTalWrites
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火、09 / 15 / 2020 - 15：33

コンピューティングの未来をコントロールする者が、世界を所有します。テクノロジー企業はそれを知っています。国はそれを知っています。だからこそ、私たちの未来の世界で最大のフットプリントを所有することを目指している当事者は、ますます強力なスーパーコンピューターを構築するためにパニックに陥っているのです.

誰が勝っていますか？そして、これらすべてのコンピューティングへの投資は、どの程度正確に報われるのでしょうか? これらの問題を検討する前に、最新のスーパーコンピューターの状態をおさらいしましょう。

スーパーコンピューターの視点

昔と同じように、今日の平均的なスーパーコンピューターは、40 ～ 50 台の車を収容できる駐車場に匹敵する巨大なマシンであり、平均的なパーソナルコンピューターが数千年かかる計算の解を XNUMX 日で計算できます。解決する。唯一の違いは、パーソナルコンピューターのコンピューティング能力が成熟したのと同様に、スーパーコンピューターも成熟したことです。

1 キロバイト = 1,000 ビット 1 メガビット = 1,000 キロバイト 1 ギガビット = 1,000 メガビット 1 テラビット = 1,000 ギガビット 1 ペタビット = 1,000 テラビット

以下で読む専門用語を翻訳するには、「ビット」がデータ測定の単位であることを知っておいてください。「バイト」は、デジタル情報ストレージの測定単位です。最後に、「Flop」は XNUMX 秒あたりの浮動小数点演算を表し、計算速度を測定します。浮動小数点演算は、非常に長い数値の計算を可能にし、さまざまな科学および工学分野にとって不可欠な機能であり、スーパーコンピューターが特別に構築された機能です。これが、業界がスーパーコンピューターについて話すときに「フロップ」という用語を使用する理由です。

世界トップクラスのスーパーコンピューターを制するのは誰?

スーパーコンピューターの覇権をめぐる戦いに関しては、主に米国、中国、日本、および一部の EU 加盟国が主要国です。

しかし、世界のトップ 10 に参加することは名声を保持するのと同じくらい重要ですが、本当に重要なのは世界のスーパーコンピューティングリソースの国のシェアです。ここで XNUMX つの国が先を行っています: 中国です。

各国がスーパーコンピューターの覇権を争う理由

に基づいて、 2017年ランキング、中国には世界最速の 202 台のスーパーコンピューターのうち 500 台 (40%) があり、アメリカは 144 台 (29%) を制御しています。しかし、数値は国が利用できるコンピューティングの規模よりも小さいことを意味し、ここでも中国が圧倒的なリードを支配しています。上位 2018 台のスーパーコンピューターのうち 35 台 (30 年) を所有しているだけでなく、中国は世界のスーパーコンピューター処理能力の XNUMX% を享受していますが、米国は XNUMX% です。

この時点で自然に問われるのは、誰が気にするかということです。各国がより高速なスーパーコンピューターの構築をめぐって競争するのはなぜですか?

以下で概説するように、スーパーコンピューターは実現ツールです。これにより、国の科学者やエンジニアは、生物学、天気予報、天体物理学、核兵器などの分野で着実な進歩 (時には大きな飛躍) を続けることができます。

言い換えれば、スーパーコンピューターによって、国の民間部門はより収益性の高いサービスを構築し、公共部門はより効率的に運用できるようになります。何十年にもわたって、これらのスーパーコンピューター対応の進歩は、国の経済、軍事、および地政学的立場を大きく変える可能性があります。

より抽象的なレベルでは、スーパーコンピューティング能力の最大のシェアを支配する国が未来を所有しています。

エクサフロップの壁を破る

上記の現実を考えると、米国が復活を計画していることは驚くべきことではありません。

2017 年、オバマ大統領は、エネルギー省、国防総省、国立科学財団の間のパートナーシップとして、国家戦略的コンピューティングイニシアチブを立ち上げました。このイニシアチブは、世界初のエクサフロップスーパーコンピューターと呼ばれる研究開発を目的として、すでに 258 社に総額 XNUMX 億 XNUMX 万ドルを提供しています。オーロラ. (ある観点では、これは 1,000 ペタフロップスであり、世界のトップ 500 のスーパーコンピューターを合わせた計算能力にほぼ匹敵し、個人のラップトップよりも 2021 兆倍も高速です。) このコンピューターは XNUMX 年頃にリリースされる予定で、国土安全保障省、NASA、FBI、国立衛生研究所など。

編集: 2018 年 XNUMX 月に、アメリカ政府が発表 600 台の新しいエクサフロップコンピュータに XNUMX 億ドルを投資:

* 2021 年納入、2022 年受入の ORNL システム (ORNL システム) * 2022 年納入、2023 年受入の LLNL システム (LLNL システム) * 2022 年納入、2023 年受入の ANL ポテンシャルシステム (ANL システム)

米国にとって残念なことに、中国も独自のエクサフロップスーパーコンピューターの開発に取り組んでいます。したがって、レースは続行されます。

スーパーコンピューターが将来の科学のブレークスルーをどのように可能にするか

現在および将来のスーパーコンピューターは、さまざまな分野でブレークスルーを可能にします。

一般の人々がすぐに気付く改善点の XNUMX つは、日常のガジェットがより速く、より適切に機能するようになることです。これらのデバイスがクラウドに共有するビッグデータは、企業のスーパーコンピューターによってより効果的に処理されるため、Amazon Alexa や Google アシスタントなどのモバイルパーソナルアシスタントは、音声の背後にあるコンテキストを理解し始めます。不必要に複雑な質問に完璧に答える. 大量の新しいウェアラブルも、スタートレックスタイルの言語をリアルタイムで即座に翻訳するスマートな耳栓など、驚くべき力を私たちに与えてくれます。

同様に、2020 年代半ばまでに、一度モノのインターネット先進国で成熟すると、ほぼすべての製品、車両、建物、および家庭内のすべてが Web に接続されます。これが起こると、あなたの世界はより楽になります。

たとえば、食料がなくなると、冷蔵庫から買い物リストがメールで送られてきます。次に、スーパーマーケットに足を踏み入れ、食料品のリストを選び、レジ係やレジに関与することなく外に出ます。建物を出るとすぐに、商品は銀行口座から自動的に引き落とされます。駐車場に出ると、自動運転タクシーがトランクを開けて待っていて、荷物を置いて家まで送ってくれます。

しかし、これらの将来のスーパーコンピューターがマクロレベルで果たす役割は、はるかに大きくなります。いくつかの例:

デジタルシミュレーション: 特にエクサスケールのスーパーコンピューターにより、科学者は天気予報や長期気候変動モデルなどの生物学的システムのより正確なシミュレーションを構築できるようになります。同様に、それらを使用して、自動運転車の開発を支援できるより優れた交通シミュレーションを作成します。

半導体関連装置: 現代のマイクロチップは、人間のチームが効果的に設計するにはあまりにも複雑になっています。このため、高度なコンピューターソフトウェアとスーパーコンピューターは、将来のコンピューターの設計においてますます主導的な役割を果たしています。

農業: 将来のスーパーコンピューターは、干ばつ、熱、塩水に耐性があり、栄養価の高い新しい植物の開発を可能にします。これは、2050 年までに世界に入ると予測される次の XNUMX 億人を養うために不可欠な作業です。人口の未来シリーズ。

大手製薬会社: 製薬会社は最終的に、世界のさまざまな一般的な病気やそれほど一般的ではない病気の新薬や治療法の作成を支援する、膨大な範囲のヒト、動物、植物のゲノムを完全に処理する能力を獲得します。これは、東アフリカで発生した 2015 年のエボラ出血熱のように、新しいウイルスが発生したときに特に役立ちます。将来の処理速度により、製薬会社はウイルスのゲノムを分析し、数週間または数か月ではなく数日でカスタマイズされたワクチンを構築できるようになります。私たちの詳細を読む健康の未来シリーズ。

国家安全保障: これが、政府がスーパーコンピューターの開発に多額の投資を行っている主な理由です。より強力なスーパーコンピューターは、将来の将軍があらゆる戦闘状況で正確な戦闘戦略を作成するのに役立ちます。より効果的な兵器システムを設計するのに役立ち、法執行機関やスパイ機関が国内の民間人に危害を加えるずっと前に、潜在的な脅威をより適切に特定するのに役立ちます。

人工知能

そして、物議を醸す人工知能 (AI) のトピックに行き着きます。 2020 年代と 2030 年代に真の AI で見られるブレークスルーは、将来のスーパーコンピューターの本来の力に完全に依存しています。しかし、この章全体を通して示唆したスーパーコンピューターが、まったく新しいクラスのコンピューターによって時代遅れになる可能性があるとしたら?

量子コンピューターへようこそ。このシリーズの最終章はクリックするだけです。