Quantumrun

VAIZDO KREDITAS: Quantumrun

Kodėl šalys konkuruoja, kad sukurtų didžiausius superkompiuterius? Kompiuterių ateitis P6

David Tal, leidėjas, futuristas
@DavidTalWrites
"LinkedIn

Antradienis, 09-15-2020 - 15:33

Kas valdo kompiuterijos ateitį, tam priklauso pasaulis. Technikos įmonės tai žino. Šalys tai žino. Štai kodėl tos partijos, kurios siekia turėti didžiausią pėdsaką mūsų ateities pasaulyje, paniškai lenktyniauja kurdamos vis galingesnius superkompiuterius.

Kas laimi? Ir kaip tiksliai atsipirks visos šios investicijos į skaičiavimus? Prieš tyrinėdami šiuos klausimus, apibendrinkime šiuolaikinio superkompiuterio būklę.

Superkompiuterio perspektyva

Kaip ir praeityje, šiandieninis vidutinis superkompiuteris yra didžiulė mašina, savo dydžiu prilygsta automobilių stovėjimo aikštelei, kurioje telpa 40–50 automobilių, ir jie per dieną gali apskaičiuoti sprendimą projektams, kam vidutiniam asmeniniam kompiuteriui prireiktų tūkstančių metų. išspręsti. Vienintelis skirtumas yra tas, kad kaip mūsų asmeniniai kompiuteriai subrendo skaičiavimo galia, taip ir mūsų superkompiuteriai.

Kalbant apie kontekstą, šiandieniniai superkompiuteriai dabar konkuruoja petaflopo mastu: 1 kilobaitas = 1,000 1 bitų 1,000 megabitas = 1 1,000 kilobaitų 1 gigabitas = 1,000 1 megabitų 1,000 terabitas = XNUMX XNUMX gigabitų XNUMX petabitas = XNUMX XNUMX terabitų

Jei norite išversti toliau skaitytą žargoną, žinokite, kad „bitas“ yra duomenų matavimo vienetas. „Baitai“ yra skaitmeninės informacijos saugojimo matavimo vienetas. Galiausiai „flop“ reiškia operacijas slankiojo kablelio per sekundę ir matuoja skaičiavimo greitį. Slankiojo kablelio operacijos leidžia skaičiuoti labai ilgus skaičius – tai gyvybiškai svarbus gebėjimas įvairiose mokslo ir inžinerijos srityse ir funkcija, kuriai superkompiuteriai yra specialiai sukurti. Štai kodėl, kalbėdama apie superkompiuterius, pramonė vartoja terminą „šnipštas“.

Kas valdo geriausius pasaulio superkompiuterius?

Kalbant apie kovą dėl superkompiuterių viršenybės, pirmaujančios šalys tikrai yra tai, ko ir galima tikėtis: daugiausia JAV, Kinija, Japonija ir kai kurios ES valstybės.

Vis dėlto, nepaisant to, kad įskilimas į pasaulinį dešimtuką turi prestižą, iš tikrųjų svarbu yra šalies dalis pasaulio superkompiuterių resursuose, o čia į priekį išsiveržė viena šalis – Kinija.

Kodėl šalys konkuruoja dėl superkompiuterių viršenybės

Remiantis 2017 m. Reitingas, Kinijoje yra 202 iš 500 greičiausių pasaulyje superkompiuterių (40 %), o Amerika kontroliuoja 144 (29 %). Tačiau skaičiai reiškia mažiau, nei gali išnaudoti šalies skaičiavimo mastas, ir Kinija čia taip pat vadovauja pirmaujančiai pozicijai; Kinija turi ne tik du iš trijų geriausių superkompiuterių (2018 m.), bet ir 35 procentus pasaulio superkompiuterių pajėgumų, o JAV – 30 procentų.

Šiuo metu kyla natūralus klausimas: kam tai rūpi? Kodėl šalys konkuruoja dėl vis greitesnių superkompiuterių kūrimo?

Na, kaip apibūdinsime toliau, superkompiuteriai yra įgalinimo įrankis. Jie leidžia šalies mokslininkams ir inžinieriams toliau daryti nuolatinę pažangą (o kartais ir milžiniškus šuolius į priekį) tokiose srityse kaip biologija, orų prognozavimas, astrofizika, branduoliniai ginklai ir kt.

Kitaip tariant, superkompiuteriai leidžia šalies privačiam sektoriui kurti pelningesnius pasiūlymus, o viešajam sektoriui – veikti efektyviau. Per dešimtmečius ši superkompiuterių pažanga gali gerokai pakeisti šalies ekonominę, karinę ir geopolitinę padėtį.

Abstrakčiau kalbant, ateitį valdo šalis, kuri kontroliuoja didžiausią superkompiuterių pajėgumų dalį.

Exaflop barjero sulaužymas

Atsižvelgiant į aukščiau aprašytas realijas, neturėtų stebinti, kad JAV planuoja sugrįžti.

2017 m. prezidentas Obama pradėjo Nacionalinę strateginio skaičiavimo iniciatyvą kaip Energetikos departamento, Gynybos departamento ir Nacionalinio mokslo fondo partnerystę. Ši iniciatyva šešioms įmonėms jau skyrė 258 mln. Aurora. (Tam tikra prasme tai yra 1,000 500 petaflopų, apytiksliai 2021 geriausių pasaulio superkompiuterių apskaičiavimo galia kartu ir trilijoną kartų greitesnis nei jūsų asmeninis nešiojamasis kompiuteris.) Šis kompiuteris bus išleistas maždaug XNUMX m. ir rems tokių organizacijų kaip Nacionalinio saugumo departamentas, NASA, FTB, Nacionaliniai sveikatos institutai ir kt.

Redaguoti: 2018 m. balandžio mėn JAV vyriausybė paskelbė 600 mln. USD trims naujiems „Exaflop“ kompiuteriams finansuoti:

* ORNL sistema pristatyta 2021 m. ir priimta 2022 m. (ORNL sistema) * LLNL sistema pristatyta 2022 m. ir priimta 2023 m. (LLNL sistema) * ANL potencialo sistema pristatyta 2022 m. ir priimta 2023 m. (ANL sistema)

Deja, JAV, Kinija taip pat kuria savo „Exaflop“ superkompiuterį. Vadinasi, lenktynės tęsiasi.

Kaip superkompiuteriai leis ateities mokslo proveržiams

Užuomina apie anksčiau, dabartiniai ir būsimi superkompiuteriai įgalina proveržį įvairiose disciplinose.

Vienas iš sparčiausių patobulinimų, kuriuos pastebės visuomenė, yra tai, kad kasdienės programėlės pradės veikti daug greičiau ir geriau. Didelius duomenis, kuriuos šie įrenginiai bendrina debesyje, įmonių superkompiuteriai apdoros efektyviau, kad jūsų mobilieji asmeniniai asistentai, tokie kaip „Amazon Alexa“ ir „Google Assistant“, pradėtų suprasti jūsų kalbos kontekstą ir puikiai atsakykite į jūsų nereikalingus sudėtingus klausimus. Daugybė naujų nešiojamų prietaisų taip pat suteiks mums nuostabių galių, pavyzdžiui, išmanieji ausų kištukai, kurie akimirksniu išverčia kalbas realiuoju laiku, Star Trek stiliaus.

Taip pat iki 2020-ųjų vidurio vieną kartą daiktų internetas bręsta išsivysčiusiose šalyse, beveik kiekvienas produktas, transporto priemonė, pastatas ir viskas, kas yra mūsų namuose, bus prijungta prie interneto. Kai tai atsitiks, jūsų pasaulis taps be vargo.

Pavyzdžiui, jūsų šaldytuvas atsiųs jums pirkinių sąrašą, kai baigsis maistas. Tada įeisite į prekybos centrą, išsirinksite minėtą maisto prekių sąrašą ir išeisite nė karto nenaudodami kasos ar kasos aparato – prekės bus automatiškai nurašytos iš jūsų banko sąskaitos, kai tik išeisite iš pastato. Kai išeisite į automobilių stovėjimo aikštelę, jūsų jau lauks savaeigis taksi su atidaryta bagažine, kad susidėtų lagaminus ir parvežtų namo.

Tačiau šių būsimų superkompiuterių vaidmuo makro lygmenyje bus daug didesnis. Keli pavyzdžiai:

Skaitmeniniai modeliai: Superkompiuteriai, ypač eksakalėje, leis mokslininkams sukurti tikslesnius biologinių sistemų modelius, pvz., orų prognozes ir ilgalaikius klimato kaitos modelius. Taip pat juos naudosime kurdami geresnius eismo modeliavimus, kurie gali padėti kurti savarankiškai važiuojančius automobilius.

Puslaidininkiai: Šiuolaikinės mikroschemos tapo per daug sudėtingos, kad žmonių komandos galėtų efektyviai kurti save. Dėl šios priežasties pažangi kompiuterių programinė įranga ir superkompiuteriai vis dažniau užima pagrindinį vaidmenį kuriant ateities kompiuterius.

Žemdirbystė: Ateityje superkompiuteriai leis kurti naujus augalus, atsparius sausrai, karščiui ir sūriam vandeniui, taip pat maistingus – būtinus darbus, kurių reikia norint išmaitinti kitus du milijardus žmonių, kurie, kaip prognozuojama, atvyks į pasaulį iki 2050 m. Daugiau skaitykite mūsų puslapyje. Žmonių ateitis serija.

Didelė farmacija: Farmacijos vaistų įmonės pagaliau įgis galimybę visiškai apdoroti daugybę žmonių, gyvūnų ir augalų genomų, kurie padės sukurti naujus vaistus ir gydyti įvairias pasaulyje paplitusias ir ne tokias ligas. Tai ypač naudinga per naujus viruso protrūkius, pvz., 2015 m. išgąsdinant Ebolą iš Rytų Afrikos. Būsimas apdorojimo greitis leis farmacijos įmonėms analizuoti viruso genomą ir sukurti pritaikytas vakcinas per kelias dienas, o ne savaites ar mėnesius. Skaitykite daugiau mūsų Sveikatos ateitis serija.

nacionalinis saugumas: Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl vyriausybė tiek daug investuoja į superkompiuterių kūrimą. Galingesni superkompiuteriai padės būsimiems generolams sukurti tikslias kovos strategijas bet kokiai kovinei situacijai; tai padės sukurti veiksmingesnes ginklų sistemas ir padės teisėsaugos ir šnipinėjimo agentūroms geriau atpažinti galimas grėsmes, kol jos dar nepakenks vietiniams civiliams.

dirbtinis intelektas

Ir tada pasiekiame prieštaringai vertinamą dirbtinio intelekto (AI) temą. 2020 ir 2030 m. tikrojo AI pasiekimai visiškai priklausys nuo neapdorotos būsimų superkompiuterių galios. Bet kas, jei superkompiuteriai, apie kuriuos užsiminėme visame šiame skyriuje, gali būti pasenę dėl visiškai naujos klasės kompiuterių?

Sveiki atvykę į kvantinius kompiuterius – paskutinis šios serijos skyrius yra vos vienu spustelėjimu.