Quantumrun

KREDYT WZROKU: Quantumrun

Dlaczego kraje konkurują o budowę największych superkomputerów? Przyszłość komputerów P6

David Tal, wydawca, futurysta
@DavidTal pisze
LinkedIn

Wt, 09 / 15 / 2020 - 15: 33

Kto kontroluje przyszłość komputerów, jest właścicielem świata. Firmy technologiczne o tym wiedzą. Kraje to wiedzą. I właśnie dlatego te strony, które chcą mieć największy wpływ na nasz przyszły świat, biorą udział w spanikowanym wyścigu o budowę coraz potężniejszych superkomputerów.

Kto wygrywa? A jak dokładnie zwrócą się te wszystkie komputerowe inwestycje? Zanim zajmiemy się tymi pytaniami, przypomnijmy stan współczesnego superkomputera.

Perspektywa superkomputera

Tak jak w przeszłości, dzisiejszy przeciętny superkomputer jest masywną maszyną, porównywalną rozmiarami do parkingu, na którym mieści się 40-50 samochodów, i potrafi on obliczyć w jeden dzień rozwiązanie dla projektów, co zajęłoby przeciętnemu komputerowi osobistemu tysiące lat. rozwiązywać. Jedyna różnica polega na tym, że tak jak nasze komputery osobiste osiągnęły dojrzałość pod względem mocy obliczeniowej, tak samo stało się z naszymi superkomputerami.

Dla kontekstu, dzisiejsze superkomputery konkurują teraz w skali petaflopów: 1 kilobajt = 1,000 bitów 1 megabit = 1,000 kilobajtów 1 gigabit = 1,000 megabitów 1 terabit = 1,000 gigabitów 1 petabit = 1,000 terabitów

Aby przetłumaczyć żargon, który przeczytasz poniżej, pamiętaj, że „Bit” to jednostka miary danych. „Bajty” to jednostka miary służąca do przechowywania informacji cyfrowych. Wreszcie „Flop” oznacza operacje zmiennoprzecinkowe na sekundę i mierzy szybkość obliczeń. Operacje zmiennoprzecinkowe umożliwiają obliczanie bardzo długich liczb, co jest kluczową umiejętnością w różnych dziedzinach nauki i inżynierii oraz jest funkcją, do której specjalnie zbudowane są superkomputery. Dlatego, mówiąc o superkomputerach, branża używa terminu „flop”.

Kto kontroluje najlepsze superkomputery na świecie?

Jeśli chodzi o walkę o supremację superkomputerów, wiodące kraje są naprawdę tymi, których można się spodziewać: głównie Stany Zjednoczone, Chiny, Japonia i wybrane kraje UE.

Jednak o ile zdobycie udziałów w globalnej pierwszej dziesiątce ma prestiż, tak naprawdę liczy się udział danego kraju w światowych zasobach superkomputerowych, a tutaj jeden kraj posunął się do przodu: Chiny.

Dlaczego kraje konkurują o supremację superkomputerów

Na podstawie Ranking 2017, Chiny są domem dla 202 z 500 najszybszych superkomputerów na świecie (40%), podczas gdy Ameryka kontroluje 144 (29%). Ale liczby oznaczają mniej niż skala obliczeń, które kraj może wykorzystać, i tutaj również Chiny kontrolują dominującą przewagę; Oprócz posiadania dwóch z trzech największych superkomputerów (2018 r.), Chiny mają również 35% światowej mocy obliczeniowej superkomputerów, w porównaniu z 30% w USA.

W tym momencie naturalne pytanie, które należy zadać, brzmi: kogo to obchodzi? Dlaczego kraje konkurują o budowanie coraz szybszych superkomputerów?

Cóż, jak opiszemy poniżej, superkomputery są narzędziem umożliwiającym. Pozwalają naukowcom i inżynierom danego kraju na dalsze stałe postępy (a czasami gigantyczne skoki naprzód) w dziedzinach takich jak biologia, prognozowanie pogody, astrofizyka, broń jądrowa i inne.

Innymi słowy, superkomputery pozwalają sektorowi prywatnemu danego kraju budować bardziej dochodowe oferty, a sektorowi publicznemu działać wydajniej. Przez dziesięciolecia te postępy z wykorzystaniem superkomputerów mogą znacząco zmienić sytuację gospodarczą, militarną i geopolityczną danego kraju.

Na bardziej abstrakcyjnym poziomie, przyszłość należy do kraju, który kontroluje największą część mocy obliczeniowej superkomputerów.

Przełamanie bariery egzoflopa

Biorąc pod uwagę powyższe realia, nie powinno dziwić, że USA planują powrót.

W 2017 r. prezydent Obama uruchomił Narodową Inicjatywę Obliczeniową Strategiczną jako partnerstwo między Departamentem Energii, Departamentem Obrony i Narodową Fundacją Nauki. W ramach tej inicjatywy przyznano już łącznie 258 milionów dolarów sześciu firmom w celu zbadania i opracowania pierwszego na świecie superkomputera exaflop o nazwie jutrzenka. (Z pewnej perspektywy jest to 1,000 petaflopsów, czyli mniej więcej łączna moc obliczeniowa 500 największych superkomputerów na świecie i bilion razy szybszy niż Twój osobisty laptop). Departament Bezpieczeństwa Wewnętrznego, NASA, FBI, Narodowe Instytuty Zdrowia i inne.

Edycja: w kwietniu 2018 r. ogłosił rząd USA 600 milionów dolarów na sfinansowanie trzech nowych komputerów exaflop:

* System ORNL dostarczony w 2021 i zaakceptowany w 2022 (system ORNL) * System LLNL dostarczony w 2022 i zaakceptowany w 2023 (system LLNL) * System ANL Potential dostarczony w 2022 i zaakceptowany w 2023 (system ANL)

Na nieszczęście dla USA, Chiny również pracują nad własnym superkomputerem exaflop. Stąd wyścig trwa.

Jak superkomputery umożliwią przyszłe przełomowe odkrycia naukowe

Wspomniane wcześniej, obecne i przyszłe superkomputery umożliwiają dokonanie przełomu w wielu dyscyplinach.

Wśród najbardziej natychmiastowych ulepszeń, które publiczność zauważy, jest to, że gadżety codziennego użytku zaczną działać znacznie szybciej i lepiej. Big data, które te urządzenia udostępniają w chmurze, będą efektywniej przetwarzane przez superkomputery korporacyjne, dzięki czemu Twoi mobilni asystenci osobiści, tacy jak Amazon Alexa i Google Assistant, zaczną rozumieć kontekst Twojej wypowiedzi i odpowiedz perfekcyjnie na niepotrzebnie skomplikowane pytania. Mnóstwo nowych urządzeń do noszenia zapewni nam również niesamowite moce, takie jak inteligentne zatyczki do uszu, które natychmiast tłumaczą języki w czasie rzeczywistym, w stylu Star Trek.

Podobnie, do połowy lat dwudziestych, raz Internet przedmiotów dojrzewa w krajach rozwiniętych, prawie każdy produkt, pojazd, budynek i wszystko w naszych domach będzie połączone z Internetem. Kiedy tak się stanie, twój świat stanie się łatwiejszy.

Na przykład, gdy skończy Ci się jedzenie, Twoja lodówka wyśle Ci SMS-a z listą zakupów. Następnie wejdziesz do supermarketu, wybierzesz wspomnianą listę artykułów spożywczych i wyjdziesz bez kontaktu z kasjerem lub kasą – przedmioty zostaną automatycznie pobrane z twojego konta bankowego w momencie, gdy wyjdziesz z budynku. Kiedy wyjdziesz na parking, samojezdna taksówka będzie już na Ciebie czekać z otwartym bagażnikiem, aby przechować Twoje bagaże i odwieźć Cię do domu.

Jednak rola tych przyszłych superkomputerów na poziomie makro będzie znacznie większa. Kilka przykładów:

Symulacje cyfrowe: Superkomputery, zwłaszcza w eksaskali, pozwolą naukowcom budować dokładniejsze symulacje systemów biologicznych, takie jak prognozy pogody i długoterminowe modele zmian klimatycznych. Podobnie wykorzystamy je do stworzenia lepszych symulacji ruchu, które mogą wspomóc rozwój autonomicznych samochodów.

Półprzewodniki: Współczesne mikroczipy stały się zbyt skomplikowane, aby zespoły ludzi mogły same skutecznie projektować. Z tego powodu zaawansowane oprogramowanie komputerowe i superkomputery coraz częściej odgrywają wiodącą rolę w projektowaniu komputerów przyszłości.

Rolnictwo: Przyszłe superkomputery umożliwią rozwój nowych roślin, które będą odporne na suszę, upał i słoną wodę, a także pożywne — niezbędne prace niezbędne do nakarmienia kolejnych dwóch miliardów ludzi, które mają przybyć na świat do 2050 roku. Więcej informacji można znaleźć w naszym Przyszłość populacji ludzkiej series.

Wielka apteka: Firmy farmaceutyczne w końcu uzyskają możliwość pełnego przetwarzania ogromnej gamy genomów ludzi, zwierząt i roślin, które pomogą w tworzeniu nowych leków i terapii na różne powszechne i rzadkie choroby na świecie. Jest to szczególnie przydatne podczas epidemii nowych wirusów, takich jak panika Ebola z 2015 r. z Afryki Wschodniej. Przyszłe prędkości przetwarzania pozwolą firmom farmaceutycznym na analizę genomu wirusa i tworzenie spersonalizowanych szczepionek w ciągu kilku dni, a nie tygodni czy miesięcy. Przeczytaj więcej w naszym Przyszłość zdrowia series.

bezpieczeństwo narodowe: To główny powód, dla którego rząd tak intensywnie inwestuje w rozwój superkomputerów. Potężniejsze superkomputery pomogą przyszłym generałom tworzyć precyzyjne strategie bitewne w każdej sytuacji bojowej; pomoże zaprojektować skuteczniejsze systemy uzbrojenia oraz pomoże organom ścigania i agencjom szpiegowskim lepiej identyfikować potencjalne zagrożenia na długo przed tym, zanim zaszkodzą one rodzimym cywilom.

sztuczna inteligencja

A potem dochodzimy do kontrowersyjnego tematu sztucznej inteligencji (AI). Przełomy, które zobaczymy w prawdziwej sztucznej inteligencji w latach 2020 i 2030, zależą całkowicie od czystej mocy przyszłych superkomputerów. Ale co by było, gdyby superkomputery, o których wspominaliśmy w całym tym rozdziale, mogły zostać przestarzałe dzięki zupełnie nowej klasie komputerów?

Witamy w komputerach kwantowych — ostatni rozdział tej serii to tylko jedno kliknięcie.