Квантумрун

Кредит суреті: Квантумрун

Неліктен елдер ең үлкен суперкомпьютерлерді жасау үшін бәсекелеседі? Компьютерлердің болашағы Б6

Дэвид Тал, баспагер, футуролог
@DavidTalWrites
LinkedIn

Сейсенбі, 09 - 15:2020

Кім компьютердің болашағын басқарса, сол әлемге ие болады. Оны технологиялық компаниялар біледі. Оны елдер біледі. Міне, сондықтан біздің болашақ әлеміміздегі ең үлкен ізге ие болуды мақсат ететін тараптар барған сайын қуатты суперкомпьютерлерді құру үшін дүрбелең жарысында.

Кім жеңіп жатыр? Осы есептеуіш инвестициялардың барлығы қалай өтеледі? Осы сұрақтарды қарастырмас бұрын, қазіргі суперкомпьютердің жағдайын қайталап көрейік.

Суперкомпьютер перспективасы

Бұрынғыдай, бүгінгі орташа суперкомпьютер көлемі жағынан 40-50 көлік сыятын тұрақпен салыстыруға болатын үлкен машина болып табылады және олар бір күнде орташа дербес компьютерге мыңдаған жылдар қажет болатын жобалардың шешімін есептей алады. шешу. Жалғыз айырмашылығы - біздің дербес компьютерлеріміз есептеу қуаты бойынша жетілгені сияқты, біздің суперкомпьютерлеріміз де солай болды.

Контекст үшін бүгінгі суперкомпьютерлер енді петафлоп масштабында бәсекелеседі: 1 Килобайт = 1,000 бит 1 Мегабит = 1,000 килобайт 1 Гигабит = 1,000 Мегабит 1 Терабит = 1,000 Гигабит 1 Петабит = 1,000 Тераби

Төменде оқитын жаргонды аудару үшін «бит» деректерді өлшеу бірлігі екенін біліңіз. «Байттар» цифрлық ақпаратты сақтауға арналған өлшем бірлігі болып табылады. Соңында, «Flop» секундына өзгермелі нүкте операцияларын білдіреді және есептеу жылдамдығын өлшейді. Жылжымалы нүкте операциялары өте ұзын сандарды есептеуге мүмкіндік береді, әртүрлі ғылыми және инженерлік салалар үшін маңызды мүмкіндік және суперкомпьютерлер арнайы құрастырылған функция. Сондықтан суперкомпьютерлер туралы айтқанда, индустрия «флоп» терминін пайдаланады.

Әлемдегі ең жақсы суперкомпьютерлерді кім басқарады?

Суперкомпьютерлердің үстемдігі үшін күреске келетін болсақ, көшбасшы елдер шынымен де сіз күткен адамдар: негізінен Америка Құрама Штаттары, Қытай, Жапония және ЕО-ның таңдаулы мемлекеттері.

Дегенмен, жаһандық 10-дыққа үлес қосу қаншалықты беделге ие болса да, шын мәнінде маңызды нәрсе - әлемнің суперкомпьютерлік ресурстарындағы елдің үлесі және мұнда бір ел алға шықты: Қытай.

Неліктен елдер суперкомпьютерлердің үстемдігі үшін бәсекеге түседі

Негізделген 2017 рейтинг, Қытайда әлемдегі ең жылдам 202 суперкомпьютердің 500-сі (40%) бар, ал Америка 144-ін (29%) басқарады. Бірақ сандар ел пайдалана алатын есептеулер ауқымынан азырақ дегенді білдіреді және мұнда да Қытай жетекші жетекшіні бақылайды; Үздік үш суперкомпьютердің екеуіне (2018) иелік етуді қоспағанда, Қытай әлемдегі суперкомпьютерлердің 35 пайызына ие, ал АҚШ-тың 30 пайызы.

Осы тұста табиғи сұрақ туындайды, кімге бәрібір? Неліктен елдер тезірек суперкомпьютер жасау үшін бәсекелеседі?

Төменде сипатталғандай, суперкомпьютерлер мүмкіндік беретін құрал болып табылады. Олар елдің ғалымдары мен инженерлеріне биология, ауа-райын болжау, астрофизика, ядролық қару және т.б. салаларда тұрақты прогресті (және кейде үлкен секірістерді) жалғастыруға мүмкіндік береді.

Басқаша айтқанда, суперкомпьютерлер елдің жеке секторына тиімдірек ұсыныстар жасауға және оның мемлекеттік секторына тиімдірек жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Ондаған жылдар бойы бұл суперкомпьютер қосылған жетістіктер елдің экономикалық, әскери және геосаяси жағдайын айтарлықтай өзгерте алады.

Неғұрлым абстрактілі деңгейде суперкомпьютерлік қуаттың ең үлкен үлесін басқаратын ел болашаққа ие болады.

Экзафлоптық кедергіні бұзу

Жоғарыда айтылған шындықтарды ескере отырып, АҚШ-тың қайта оралуды жоспарлап отырғаны таң қалмауы керек.

2017 жылы Президент Обама Энергетика министрлігі, Қорғаныс министрлігі және Ұлттық ғылым қоры арасындағы серіктестік ретінде Ұлттық стратегиялық есептеулер бастамасын бастады. Бұл бастама қазірдің өзінде алты компанияға әлемдегі бірінші exaflop суперкомпьютерін зерттеу және дамыту мақсатында жалпы сомасы 258 миллион доллар берді. Aurora. (Кейбір перспективалар үшін бұл 1,000 петафлоп, шамамен әлемдегі ең жақсы 500 суперкомпьютерлердің есептеу қуаты және сіздің жеке ноутбугыңыздан триллион есе жылдамырақ.) Бұл компьютер шамамен 2021 жылы шығарылады және осы сияқты ұйымдардың зерттеу бастамаларына қолдау көрсетеді. Ішкі қауіпсіздік департаменті, NASA, FBI, Ұлттық денсаулық институттары және т.б.

Өңдеу: 2018 жылдың сәуір айында АҚШ үкіметі хабарлады Үш жаңа exaflop компьютерін қаржыландыру үшін 600 миллион доллар:

* ORNL жүйесі 2021 жылы жеткізілді және 2022 жылы қабылданды (ORNL жүйесі) * LLNL жүйесі 2022 жылы жеткізілді және 2023 жылы қабылданды (LLNL жүйесі) * ANL потенциалдық жүйесі 2022 жылы жеткізілді және 2023 жылы қабылданды (ANL жүйесі)

Өкінішке орай, АҚШ үшін Қытай да өзінің exaflop суперкомпьютерінде жұмыс істеуде. Осылайша, жарыс жалғасуда.

Суперкомпьютерлер болашақ ғылым жетістіктеріне қалай мүмкіндік береді

Бұрын айтылғандай, қазіргі және болашақ суперкомпьютерлер бірқатар пәндер бойынша жетістіктерге жетуге мүмкіндік береді.

Жұртшылық байқайтын ең жылдам жақсартулардың бірі - күнделікті гаджеттер әлдеқайда жылдам және жақсы жұмыс істей бастайды. Бұл құрылғылар бұлтпен бөлісетін үлкен деректерді корпоративтік суперкомпьютерлер тиімдірек өңдейді, осылайша Amazon Alexa және Google Assistant сияқты мобильді жеке көмекшілер сөзіңіздің астындағы контекстті түсіне бастайды. қажетсіз күрделі сұрақтарыңызға толық жауап беріңіз. Сондай-ақ көптеген жаңа киілетін құрылғылар бізге Star Trek стиліндегі тілдерді нақты уақытта лезде аударатын ақылды құлақ тығындары сияқты керемет қуат береді.

Сол сияқты, 2020 жылдардың ортасына қарай бір рет заттар интернеті дамыған елдерде жетіледі, әрбір дерлік өнім, көлік, ғимарат және үйлеріміздегі барлық нәрсе желіге қосылатын болады. Бұл орын алғанда, сіздің әлеміңіз оңайырақ болады.

Мысалы, тағам таусылғанда тоңазытқыш сізге сатып алулар тізімін жібереді. Содан кейін сіз супермаркетке кіресіз, азық-түліктердің аталған тізімін таңдайсыз және кассирге немесе кассаға хабарласпай-ақ шығасыз - ғимараттан шыққаннан кейін заттар автоматты түрде банктік шотыңыздан алынады. Сіз автотұраққа шыққанда, сөмкелеріңізді сақтау және үйіңізге апару үшін жүксалғышы ашық тұрған өзін-өзі басқаратын такси күтіп тұрады.

Бірақ бұл болашақ суперкомпьютерлердің макродеңгейде атқаратын рөлі әлдеқайда үлкен болады. Бірнеше мысал:

Сандық модельдеу: Суперкомпьютерлер, әсіресе үлкен масштабта, ғалымдарға ауа райы болжамдары және ұзақ мерзімді климаттық өзгерістер модельдері сияқты биологиялық жүйелердің дәлірек модельдеулерін құруға мүмкіндік береді. Сол сияқты, біз оларды өздігінен жүретін көліктерді дамытуға көмектесетін жақсы трафик модельдеулерін жасау үшін қолданамыз.

Жартылай өткізгіштер: Қазіргі микрочиптер адамдар командалары өздерін тиімді жобалау үшін тым күрделі болды. Осы себепті алдыңғы қатарлы компьютерлік бағдарламалық қамтамасыз ету мен суперкомпьютерлер ертеңгі компьютерлерді құруда жетекші рөлге ие болуда.

Ауыл шаруашылығы: Болашақ суперкомпьютерлер құрғақшылыққа, ыстыққа және тұзды суға төзімді, сондай-ақ қоректік жаңа зауыттарды жасауға мүмкіндік береді — 2050 жылға қарай әлемге келетін келесі екі миллиард адамды тамақтандыруға қажетті маңызды жұмыс. Толығырақ біздің мақалада оқыңыз Адамзат халқының болашағы сериясы.

Үлкен фарма: Фармацевтикалық дәрі-дәрмек компаниялары адам, жануарлар және өсімдік геномдарының ауқымды ауқымын толығымен өңдеу мүмкіндігіне ие болады, бұл әлемдегі кең таралған және кең таралған емес аурулардың жаңа дәрілері мен емдерін жасауға көмектеседі. Бұл әсіресе 2015 жылы Шығыс Африкадан шыққан Эбола індеті сияқты жаңа вирустық індет кезінде пайдалы. Болашақ өңдеу жылдамдығы фармацевтикалық компанияларға вирус геномын талдауға және арнайы вакциналарды апта немесе айдың орнына бірнеше күн ішінде жасауға мүмкіндік береді. Толығырақ біздің бөлімде оқыңыз Денсаулықтың болашағы сериясы.

Ұлттық қауіпсіздік: Бұл үкіметтің суперкомпьютерлерді дамытуға соншалықты көп инвестиция салуының басты себебі. Неғұрлым қуатты суперкомпьютерлер болашақ генералдарға кез келген ұрыс жағдайына нақты ұрыс стратегияларын жасауға көмектеседі; ол тиімдірек қару жүйелерін жобалауға көмектеседі және құқық қорғау органдары мен тыңшылық агенттіктерге әлеуетті қауіптерді олар отандық азаматтарға зиян келтірмес бұрын жақсырақ анықтауға көмектеседі.

жасанды интеллект

Содан кейін біз жасанды интеллект (AI) туралы даулы тақырыпқа келеміз. 2020 және 2030 жылдардағы шынайы АИ-де көретін жетістіктеріміз болашақ суперкомпьютерлердің шикі қуатына толығымен байланысты. Бірақ, егер біз осы тарауда айтқан суперкомпьютерлерді компьютердің мүлдем жаңа класы ескірсе ше?

Кванттық компьютерлерге қош келдіңіз — осы серияның соңғы тарауын бір рет басу жеткілікті.