Quantumrun

სურათის კრედიტი: Quantumrun

რატომ ეჯიბრებიან ქვეყნები ყველაზე დიდი სუპერკომპიუტერების შექმნას? კომპიუტერების მომავალი P6

დევიდ ტალი, გამომცემელი, ფუტურისტი
@DavidTalWrites
LinkedIn

სამ, 09/15/2020 - 15:33

ვინც აკონტროლებს გამოთვლის მომავალს, ის ფლობს სამყაროს. ტექნიკურმა კომპანიებმა ეს იციან. ქვეყნებმა იციან. და ამიტომაა, რომ ის მხარეები, რომლებიც მიზნად ისახავს ჩვენს მომავალ სამყაროზე ყველაზე დიდი კვალის ფლობას, პანიკურ რბოლაში არიან მზარდი მძლავრი სუპერკომპიუტერების შესაქმნელად.

ვინ იგებს? და ზუსტად როგორ ანაზღაურდება ყველა ეს კომპიუტერული ინვესტიცია? სანამ ამ კითხვებს შევისწავლით, მოდით გადახედოთ თანამედროვე სუპერკომპიუტერის მდგომარეობას.

სუპერკომპიუტერის პერსპექტივა

ისევე, როგორც წარსულში, დღევანდელი საშუალო სუპერკომპიუტერი არის მასიური მანქანა, რომელიც შედარებულია ზომით სადგომთან, რომელიც იტევს 40-50 მანქანას და მათ შეუძლიათ დღეში გამოთვალონ პროექტების გამოსავალი, რასაც საშუალო პერსონალური კომპიუტერი ათასობით წელი დასჭირდება. გადაჭრა. ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ როგორც ჩვენი პერსონალური კომპიუტერები მომწიფდნენ გამოთვლითი სიმძლავრით, ასევე ჩვენი სუპერკომპიუტერებიც.

კონტექსტისთვის, დღევანდელი სუპერკომპიუტერები ახლა კონკურენციას უწევენ პეტაფლოპის მასშტაბით: 1 კილობაიტი = 1,000 ბიტი 1 მეგაბიტი = 1,000 კილობაიტი 1 გიგაბიტი = 1,000 მეგაბიტი 1 ტერაბიტი = 1,000 გიგაბიტი 1 პეტაბიტი = 1,000

ჟარგონის თარგმნისთვის, რომელსაც ქვემოთ წაიკითხავთ, იცოდეთ, რომ „ბიტი“ არის მონაცემთა საზომი ერთეული. „ბაიტები“ არის ციფრული ინფორმაციის შენახვის საზომი ერთეული. და ბოლოს, "Flop" ნიშნავს მცურავი წერტილის ოპერაციებს წამში და ზომავს გამოთვლის სიჩქარეს. მცურავი წერტილის ოპერაციები იძლევა ძალიან გრძელი რიცხვების გამოთვლას, სასიცოცხლო უნარს სხვადასხვა სამეცნიერო და საინჟინრო სფეროსთვის და ფუნქცია, რომლისთვისაც სპეციალურად არის შექმნილი სუპერკომპიუტერები. სწორედ ამიტომ, სუპერკომპიუტერებზე საუბრისას, ინდუსტრია იყენებს ტერმინს „ფლოპი“.

ვინ აკონტროლებს მსოფლიოს საუკეთესო სუპერკომპიუტერებს?

როდესაც საქმე ეხება სუპერკომპიუტერის უზენაესობისთვის ბრძოლას, წამყვანი ქვეყნები ნამდვილად არიან ისეთებს, როგორსაც ელოდებით: ძირითადად შეერთებული შტატები, ჩინეთი, იაპონია და ევროკავშირის რჩეული ქვეყნები.

თუმცა, რამდენადაც მსოფლიო ტოპ ათეულში წილის დადებას აქვს პრესტიჟი, მთავარია ქვეყნის წილი მსოფლიო სუპერკომპიუტერულ რესურსებში და აქ ერთი ქვეყანა წინ წავიდა: ჩინეთი.

რატომ ეჯიბრებიან ქვეყნები სუპერკომპიუტერის უზენაესობას?

დაყრდნობით 2017 წლის რეიტინგიჩინეთში არის მსოფლიოში ყველაზე სწრაფი 202 სუპერკომპიუტერიდან 500 (40%), ხოლო ამერიკა აკონტროლებს 144-ს (29%). მაგრამ რიცხვები ნიშნავს იმაზე ნაკლებს, ვიდრე ქვეყანას შეუძლია გამოიყენოს გამოთვლითი მასშტაბი და აქაც ჩინეთი აკონტროლებს ლიდერობას; გარდა იმისა, რომ ფლობს 2018 საუკეთესო სუპერკომპიუტერს (35), ჩინეთი ასევე სარგებლობს მსოფლიო სუპერკომპიუტერის სიმძლავრის 30 პროცენტით, აშშ-ის XNUMX პროცენტთან შედარებით.

ამ ეტაპზე ბუნებრივი კითხვაა, ვის აინტერესებს? რატომ ეჯიბრებიან ქვეყნები უფრო სწრაფი სუპერკომპიუტერების შექმნას?

ისე, როგორც ქვემოთ აღვნიშნავთ, სუპერკომპიუტერები გამაძლიერებელი ინსტრუმენტია. ისინი საშუალებას აძლევს ქვეყნის მეცნიერებსა და ინჟინრებს გააგრძელონ სტაბილური პროგრესი (და ზოგჯერ გიგანტური ნახტომები) ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ბიოლოგია, ამინდის პროგნოზი, ასტროფიზიკა, ბირთვული იარაღი და სხვა.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სუპერკომპიუტერები საშუალებას აძლევს ქვეყნის კერძო სექტორს შექმნას უფრო მომგებიანი შეთავაზებები და მის საჯარო სექტორს უფრო ეფექტურად იმუშაოს. ათწლეულების განმავლობაში, ამ სუპერკომპიუტერით ჩართულმა წინსვლამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეცვალოს ქვეყნის ეკონომიკური, სამხედრო და გეოპოლიტიკური მდგომარეობა.

უფრო აბსტრაქტულ დონეზე, ქვეყანა, რომელიც აკონტროლებს სუპერკომპიუტერის სიმძლავრის ყველაზე დიდ წილს, ფლობს მომავალს.

ექსაფლოპის ბარიერის გარღვევა

ზემოთ ჩამოთვლილი რეალობის გათვალისწინებით, გასაკვირი არ უნდა იყოს, რომ აშშ გეგმავს დაბრუნებას.

2017 წელს პრეზიდენტმა ობამამ წამოიწყო ეროვნული სტრატეგიული გამოთვლითი ინიციატივა, როგორც პარტნიორობა ენერგეტიკის დეპარტამენტს, თავდაცვის დეპარტამენტსა და ეროვნულ სამეცნიერო ფონდს შორის. ამ ინიციატივამ უკვე დააჯილდოვა $258 მილიონი ექვს კომპანიას, რათა გამოიკვლიონ და განავითარონ მსოფლიოში პირველი ეგზაფლოპ სუპერკომპიუტერი ე.წ. Aurora. (გარკვეული თვალსაზრისით, ეს არის 1,000 პეტაფლოპი, დაახლოებით მსოფლიოს 500 საუკეთესო სუპერკომპიუტერის საანგარიშო სიმძლავრე ერთად და ტრილიონჯერ უფრო სწრაფი ვიდრე თქვენი პერსონალური ლეპტოპი). შიდა უსაფრთხოების დეპარტამენტი, NASA, FBI, ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტი და სხვა.

რედაქტირება: 2018 წლის აპრილში, აშშ-ის მთავრობამ განაცხადა $600 მილიონი სამი ახალი exaflop კომპიუტერის დასაფინანსებლად:

* ORNL სისტემა მიწოდებულია 2021 წელს და მიღებულია 2022 წელს (ORNL სისტემა) * LLNL სისტემა მიწოდებულია 2022 წელს და მიღებულია 2023 წელს (LLNL სისტემა) * ANL პოტენციური სისტემა მიწოდებულია 2022 წელს და მიღებულია 2023 წელს (ANL სისტემა)

აშშ-ს სამწუხაროდ, ჩინეთი ასევე მუშაობს საკუთარ ეგზაფლოპ სუპერკომპიუტერზე. შესაბამისად, რბოლა გრძელდება.

როგორ შეძლებენ სუპერკომპიუტერები მომავალ მეცნიერულ მიღწევებს

ადრინდელი მითითებით, ამჟამინდელი და მომავალი სუპერკომპიუტერები იძლევა გარღვევის საშუალებას სხვადასხვა დისციპლინებში.

ყველაზე მყისიერ გაუმჯობესებას შორის, რომელიც საზოგადოებამ შეამჩნია, არის ის, რომ ყოველდღიური გაჯეტები დაიწყებენ მუშაობას ბევრად უფრო სწრაფად და უკეთესად. ამ მოწყობილობების ღრუბელში გაზიარებული დიდი მონაცემები უფრო ეფექტურად დამუშავდება კორპორატიული სუპერკომპიუტერების მიერ, ასე რომ თქვენი მობილური პერსონალური ასისტენტები, როგორიცაა Amazon Alexa და Google Assistant, დაიწყებენ თქვენი მეტყველების და კონტექსტის გაგებას. მშვენივრად უპასუხეთ თქვენს არასაჭირო რთულ კითხვებს. ტონა ახალი ტარების მოწყობილობა ასევე მოგვცემს საოცარ ძალას, როგორიცაა ჭკვიანი ყურსასმენები, რომლებიც მყისიერად თარგმნიან ენებს რეალურ დროში, Star Trek-ის სტილში.

ანალოგიურად, 2020-იანი წლების შუა პერიოდისთვის, ერთხელ ნივთების ინტერნეტი მწიფდება განვითარებულ ქვეყნებში, თითქმის ყველა პროდუქტი, მანქანა, შენობა და ყველაფერი ჩვენს სახლებში იქნება ქსელთან დაკავშირებული. როდესაც ეს მოხდება, თქვენი სამყარო უფრო უმტკივნეულო გახდება.

მაგალითად, თქვენი მაცივარი გამოგიგზავნით საყიდლების სიას, როცა საკვები ამოგეწურებათ. შემდეგ შეხვალთ სუპერმარკეტში, გამოარჩევთ საკვები პროდუქტების აღნიშნულ ჩამონათვალს და გამოხვალთ სალაროსთან ან სალარო აპარატთან დაკავშირების გარეშე — ნივთები ავტომატურად ჩამოიჭრება თქვენი საბანკო ანგარიშიდან შენობიდან გასვლის მეორედ. როცა ავტოსადგომზე გამოხვალთ, თვითმართვადი ტაქსი უკვე გელოდებათ ღია საბარგულით, რათა შეინახოთ ჩანთები და წაგიყვანოთ სახლში.

მაგრამ როლი, რომელსაც ეს მომავალი სუპერკომპიუტერები შეასრულებენ მაკრო დონეზე, გაცილებით დიდი იქნება. რამდენიმე მაგალითი:

ციფრული სიმულაციები: სუპერკომპიუტერები, განსაკუთრებით ეგზასკალაზე, მეცნიერებს საშუალებას მისცემს შექმნან ბიოლოგიური სისტემების უფრო ზუსტი სიმულაციები, როგორიცაა ამინდის პროგნოზები და გრძელვადიანი კლიმატის ცვლილების მოდელები. ანალოგიურად, ჩვენ მათ გამოვიყენებთ უკეთესი მოძრაობის სიმულაციების შესაქმნელად, რაც ხელს შეუწყობს თვითმართვადი მანქანების განვითარებას.

SEMICONDUCTORS: თანამედროვე მიკროჩიპები ზედმეტად რთული გახდა იმისთვის, რომ ადამიანთა გუნდებმა ეფექტურად შექმნან საკუთარი თავი. ამ მიზეზით, მოწინავე კომპიუტერული პროგრამული უზრუნველყოფა და სუპერკომპიუტერები სულ უფრო და უფრო იღებენ წამყვან როლს ხვალინდელი კომპიუტერების არქიტექტურაში.

სოფლის მეურნეობის: მომავალი სუპერკომპიუტერები საშუალებას მისცემს შექმნას ახალი მცენარეები, რომლებიც მდგრადია გვალვის, სიცხისა და მარილის წყლის მიმართ, ისევე როგორც მკვებავი - აუცილებელი სამუშაო, რომელიც აუცილებელია მომავალი ორი მილიარდი ადამიანის გამოსაკვებად, რომელიც დაგეგმილია 2050 წლისთვის. წაიკითხეთ მეტი ჩვენს საიტზე. ადამიანური მოსახლეობის მომავალი სერია.

დიდი ფარმა: ფარმაცევტული წამლების კომპანიები საბოლოოდ მიიღებენ უნარს სრულად დაამუშაონ ადამიანის, ცხოველისა და მცენარეების გენომის მასიური სპექტრი, რაც ხელს შეუწყობს ახალი წამლებისა და მკურნალობის შექმნას მსოფლიოს სხვადასხვა გავრცელებული და არც თუ ისე გავრცელებული დაავადებებისთვის. ეს განსაკუთრებით სასარგებლოა ახალი ვირუსების გავრცელების დროს, როგორიცაა 2015 წლის ებოლას შიში აღმოსავლეთ აფრიკიდან. დამუშავების მომავალი სიჩქარე ფარმაცევტულ კომპანიებს საშუალებას მისცემს გააანალიზონ ვირუსის გენომი და შექმნან მორგებული ვაქცინები კვირების ან თვეების ნაცვლად რამდენიმე დღეში. წაიკითხეთ მეტი ჩვენს ჯანმრთელობის მომავალი სერია.

ეროვნული უსაფრთხოების: ეს არის მთავარი მიზეზი, რის გამოც მთავრობა ძალიან დიდ ინვესტიციებს ახორციელებს სუპერკომპიუტერების განვითარებაში. უფრო ძლიერი სუპერკომპიუტერები დაეხმარება მომავალ გენერლებს შექმნან ზუსტი საბრძოლო სტრატეგიები ნებისმიერი საბრძოლო სიტუაციისთვის; ეს ხელს შეუწყობს იარაღის უფრო ეფექტური სისტემების შემუშავებას და ის დაეხმარება სამართალდამცავ და ჯაშუშურ სააგენტოებს უკეთ გამოავლინონ პოტენციური საფრთხეები ბევრად ადრე, ვიდრე მათ ზიანი მიაყენონ შინაურ მშვიდობიან მოსახლეობას.

ხელოვნური ინტელექტი

და შემდეგ მივედით ხელოვნური ინტელექტის (AI) საკამათო თემაზე. მიღწევები, რომლებსაც 2020-იან და 2030-იან წლებში ვიხილავთ ნამდვილ AI-ში, მთლიანად დამოკიდებულია მომავალი სუპერკომპიუტერების ნედლეულ ძალაზე. მაგრამ რა მოხდება, თუ სუპერკომპიუტერები, რომლებზეც ჩვენ ავღნიშნეთ მთელი ამ თავში, შეიძლება მოძველებულიყო კომპიუტერის სრულიად ახალი კლასის მიერ?

კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება კვანტურ კომპიუტერებში - ამ სერიის ბოლო თავი მხოლოდ ერთი დაწკაპუნებით არის დაშორებული.