Quantumrun

CREDIT DE IMAGINE: Quantumrun

De ce concurează țările pentru a construi cele mai mari supercalculatoare? Viitorul computerelor P6

David Tal, editor, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Mar, 09 - 15:2020

Oricine controlează viitorul computerelor, deține lumea. Companiile de tehnologie știu asta. Țările o știu. Și de aceea acele părți care își propun să dețină cea mai mare amprentă pe lumea noastră viitoare se află într-o cursă panicată pentru a construi supercomputere din ce în ce mai puternice.

Cine câștigă? Și cum vor da roade exact toate aceste investiții în calcul? Înainte de a explora aceste întrebări, să recapitulăm starea supercalculatorului modern.

O perspectivă de supercomputer

La fel ca în trecut, supercomputerul obișnuit de astăzi este o mașină masivă, comparabilă ca dimensiune cu o parcare care conține 40-50 de mașini și poate calcula într-o zi soluția pentru a proiecta ceea ce i-ar lua unui computer personal mediu mii de ani pentru a ajunge. rezolva. Singura diferență este că, așa cum computerele noastre personale s-au maturizat în puterea de calcul, la fel s-au făcut și supercalculatoarele noastre.

Pentru context, supercalculatoarele de astăzi concurează acum la o scară petaflop: 1 Kilobyte = 1,000 de biți 1 Megabit = 1,000 de Kilobytes 1 Gigabit = 1,000 Megabiți 1 Terabit = 1,000 Gigabiți 1 Petabit = 1,000 Terabiți

Pentru a traduce jargonul pe care îl veți citi mai jos, știți că un „Bit” este o unitate de măsură a datelor. „Octeții” sunt o unitate de măsură pentru stocarea informațiilor digitale. În cele din urmă, „Flop” înseamnă operații în virgulă mobilă pe secundă și măsoară viteza de calcul. Operațiile în virgulă mobilă permit calcularea unor numere foarte lungi, o abilitate vitală pentru o varietate de domenii științifice și inginerești și o funcție pentru care sunt construite special supercalculatoarele. Acesta este motivul pentru care, atunci când vorbim despre supercomputere, industria folosește termenul „flop”.

Cine controlează cele mai bune supercomputere din lume?

Când vine vorba de bătălia pentru supremația supercomputerelor, țările lider sunt într-adevăr cine te-ai aștepta: în principal Statele Unite, China, Japonia și anumite state ale UE.

Cu toate acestea, oricât de mult deține prestigiul plasarea unei mize în top 10 global, ceea ce contează cu adevărat este cota unei țări din resursele de supercalculatură ale lumii, iar aici o țară a avansat: China.

De ce țările concurează pentru supremația supercomputerelor

Bazat pe o Clasamentul 2017, China găzduiește 202 dintre cele mai rapide 500 de supercomputere din lume (40%), în timp ce America controlează 144 (29%). Dar cifrele înseamnă mai puțin decât dimensiunea de calcul pe care o poate exploata o țară și, de asemenea, aici China controlează un lider comandant; Pe lângă faptul că deține două dintre primele trei supercalculatoare (2018), China se bucură, de asemenea, de 35% din capacitatea de supercalculatură a lumii, comparativ cu 30% a SUA.

În acest moment, întrebarea firească de pus este: cui îi pasă? De ce concurează țările pentru construirea de supercalculatoare din ce în ce mai rapide?

Ei bine, așa cum vom sublinia mai jos, supercalculatoarele sunt un instrument de activare. Ele permit oamenilor de știință și inginerilor unei țări să continue să facă progrese constante (și uneori salturi uriașe înainte) în domenii precum biologie, prognoza meteo, astrofizică, arme nucleare și multe altele.

Cu alte cuvinte, supercalculatoarele permit sectorului privat al unei țări să construiască oferte mai profitabile și sectorului său public să funcționeze mai eficient. De-a lungul deceniilor, aceste progrese activate de supercomputer ar putea transforma semnificativ situația economică, militară și geopolitică a unei țări.

La un nivel mai abstract, țara care controlează cea mai mare parte a capacității de supercalculare deține viitorul.

Spargerea barierei exaflop

Având în vedere realitățile prezentate mai sus, nu ar trebui să fie surprinzător faptul că SUA plănuiește o revenire.

În 2017, președintele Obama a lansat National Strategic Computing Initiative ca un parteneriat între Departamentul Energiei, Departamentul Apărării și Fundația Națională pentru Știință. Această inițiativă a acordat deja un total de 258 de milioane de dolari către șase companii în efortul de a cerceta și dezvolta primul supercomputer exaflop din lume numit Auroră. (Din o anumită perspectivă, înseamnă 1,000 de petaflopi, aproximativ puterea de calcul a celor mai bune 500 de supercomputere din lume combinate și de un trilion de ori mai rapid decât laptopul personal.) Acest computer este programat pentru lansare în jurul anului 2021 și va sprijini inițiativele de cercetare ale unor organizații precum Departamentul pentru Securitate Internă, NASA, FBI, National Institutes of Health și multe altele.

Edit: În aprilie 2018, Guvernul SUA a anunțat 600 de milioane de dolari pentru finanțarea a trei noi computere exaflop:

* Sistem ORNL livrat în 2021 și acceptat în 2022 (sistem ORNL) * Sistem LLNL livrat în 2022 și acceptat în 2023 (sistem LLNL) * Sistem potențial ANL livrat în 2022 și acceptat în 2023 (sistem ANL)

Din păcate pentru SUA, China lucrează și la propriul supercomputer exaflop. Prin urmare, cursa continuă.

Cum vor permite supercalculatoarele viitoare descoperiri științifice

Insinuat mai devreme, supercalculatoarele actuale și viitoare permit descoperiri într-o serie de discipline.

Printre cele mai imediate îmbunătățiri pe care publicul le va observa este că gadgeturile de zi cu zi vor începe să funcționeze mult mai rapid și mai bine. Marile date pe care aceste dispozitive le partajează în cloud vor fi procesate mai eficient de supercomputerele corporative, astfel încât asistenții dvs. personali mobili, cum ar fi Amazon Alexa și Google Assistant, vor începe să înțeleagă contextul din spatele discursului dvs. răspunde perfect la întrebările tale inutil de complexe. O mulțime de articole purtate noi ne vor oferi puteri uimitoare, cum ar fi dopuri inteligente care traduc instantaneu limbi în timp real, în stilul Star Trek.

La fel, până la mijlocul anilor 2020, o dată Internetul lucrurilor se maturizează în țările dezvoltate, aproape fiecare produs, vehicul, clădire și tot ce se află în casele noastre va fi conectat la web. Când se întâmplă acest lucru, lumea ta va deveni mai fără efort.

De exemplu, frigiderul vă va trimite un mesaj cu o listă de cumpărături atunci când rămâneți fără mâncare. Veți intra apoi într-un supermarket, veți alege lista respectivă de produse alimentare și veți ieși fără să vă implicați vreodată cu o casierie sau o casă de marcat - articolele vor fi debitate automat din contul dvs. bancar în momentul în care ieșiți din clădire. Când ieși în parcare, un taxi autonom te va aștepta deja cu portbagajul deschis pentru a-ți depozita bagajele și a te conduce acasă.

Dar rolul pe care aceste viitoare supercalculatoare îl vor juca la nivel macro va fi mult mai mare. Câteva exemple:

Simulări digitale: Supercalculatoarele, în special la exascale, vor permite oamenilor de știință să construiască simulări mai precise ale sistemelor biologice, cum ar fi prognozele meteo și modelele de schimbări climatice pe termen lung. De asemenea, le vom folosi pentru a crea simulări de trafic mai bune care pot ajuta la dezvoltarea mașinilor cu conducere autonomă.

Semiconductori: Microcipurile moderne au devenit mult prea complexe pentru ca echipele de oameni să se proiecteze în mod eficient. Din acest motiv, software-ul avansat și supercalculatoarele își asumă din ce în ce mai mult un rol de lider în arhitectura computerelor de mâine.

Agricultură: Viitoarele supercomputere vor permite dezvoltarea de noi plante care sunt rezistente la secetă, căldură și apă sărată, precum și hrănitoare - muncă esențială necesară pentru a hrăni următoarele două miliarde de oameni care se estimează că vor intra în lume până în 2050. Citiți mai multe în pagina noastră Viitorul Populației Umane serie.

Pharma mare: Companiile farmaceutice de medicamente vor dobândi în sfârșit capacitatea de a procesa pe deplin o gamă masivă de genomi umani, animale și vegetale, care vor ajuta la crearea de noi medicamente și tratament pentru o varietate de boli comune și mai puțin frecvente din lume. Acest lucru este util în special în timpul noilor focare de virus, cum ar fi sperietura Ebola din 2015 din Africa de Est. Vitezele viitoare de procesare vor permite companiilor farmaceutice să analizeze genomul unui virus și să construiască vaccinuri personalizate în câteva zile, în loc de săptămâni sau luni. Citiți mai multe în nostru Viitorul sănătății serie.

securitatea națională: Acesta este motivul principal pentru care guvernul investește atât de mult în dezvoltarea supercomputerelor. Supercomputerele mai puternice îi vor ajuta pe viitorii generali să creeze strategii de luptă precise pentru orice situație de luptă; va ajuta la proiectarea unor sisteme de arme mai eficiente și va ajuta agențiile de aplicare a legii și de spionaj să identifice mai bine potențialele amenințări cu mult înainte ca acestea să poată dăuna civililor interni.

Inteligență artificială

Și apoi ajungem la subiectul controversat al inteligenței artificiale (AI). Descoperirile pe care le vom vedea în IA adevărată în anii 2020 și 2030 depind în totalitate de puterea brută a viitoarelor supercomputere. Dar ce se întâmplă dacă supercalculatoarele pe care le-am sugerat pe parcursul întregului capitol ar putea fi depășite de o clasă complet nouă de computere?

Bine ați venit la computerele cuantice — ultimul capitol al acestei serii este la doar un clic distanță.