Quantumrun

MKOPO WA PICHA: Quantumrun

Kwa nini nchi zinashindana kujenga kompyuta kubwa zaidi? Mustakabali wa Kompyuta P6

David Tal, Mchapishaji, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Jumanne, 09/15/2020 - 15:33

Yeyote anayedhibiti mustakabali wa kompyuta, anamiliki ulimwengu. Makampuni ya teknolojia yanaijua. Nchi zinaijua. Na ndio maana vyama hivyo ambavyo vinalenga kumiliki nyayo kubwa zaidi katika ulimwengu wetu ujao viko katika mbio za hofu za kuunda kompyuta kubwa zenye nguvu zaidi.

Nani anashinda? Na uwekezaji huu wote wa kompyuta utalipa vipi hasa? Kabla ya kuchunguza maswali haya, hebu turudie hali ya kompyuta kuu ya kisasa.

Mtazamo wa kompyuta kubwa

Kama ilivyokuwa zamani, kompyuta kuu ya kisasa ya kisasa ni mashine kubwa, inayolingana kwa ukubwa na sehemu ya kuegesha magari ambayo inashikilia magari 40-50, na wanaweza kuhesabu kwa siku suluhisho la miradi ambayo ingechukua wastani wa kompyuta ya kibinafsi maelfu ya miaka. kutatua. Tofauti pekee ni kwamba kama vile kompyuta zetu za kibinafsi zimepevuka katika nguvu ya kompyuta, vivyo hivyo na kompyuta zetu kuu.

Kwa muktadha, kompyuta kuu za kisasa sasa zinashindana kwa kiwango cha petaflop: 1 Kilobyte = biti 1,000 1 Megabit = kilobaiti 1,000 1 Gigabit = Megabiti 1,000 1 Terabit = Gigabiti 1,000 1 Petabit = Terabiti 1,000

Ili kutafsiri jargon utakayosoma hapa chini, fahamu kuwa 'Bit' ni kitengo cha kipimo cha data. 'Baiti' ni kipimo cha uhifadhi wa taarifa dijitali. Hatimaye, 'Flop' inawakilisha shughuli za sehemu zinazoelea kwa sekunde na hupima kasi ya ukokotoaji. Operesheni za sehemu zinazoelea huruhusu ujumuishaji wa nambari ndefu sana, uwezo muhimu kwa nyanja mbalimbali za kisayansi na uhandisi, na kazi ambayo kompyuta kuu zimeundwa kwa ajili yake. Hii ndiyo sababu, inapozungumzia kompyuta kubwa, tasnia hutumia neno 'flop.'

Nani anadhibiti kompyuta kuu za juu zaidi duniani?

Linapokuja suala la kupigania ukuu wa kompyuta kubwa, nchi zinazoongoza ni zile ambazo ungetarajia: hasa Marekani, Uchina, Japani na majimbo teule ya Umoja wa Ulaya.

Hata hivyo, kama vile kupanda hisa katika 10 bora duniani kunashikilia heshima, cha muhimu sana ni sehemu ya nchi ya rasilimali za kompyuta kubwa zaidi duniani, na hapa nchi moja imesonga mbele: Uchina.

Kwa nini nchi zinagombea ukuu wa kompyuta kubwa

Kulingana na Cheo cha 2017, China ni nyumbani kwa kompyuta 202 kati ya 500 zenye kasi zaidi duniani (40%), huku Amerika ikidhibiti 144 (29%). Lakini idadi inamaanisha chini ya kiwango cha kompyuta ambacho nchi inaweza kutumia, na hapa pia Uchina inadhibiti kiongozi mkuu; kando na kumiliki kompyuta mbili kati ya tatu bora zaidi (2018), China pia inafurahia asilimia 35 ya uwezo wa juu zaidi duniani, ikilinganishwa na asilimia 30 ya Marekani.

Katika hatua hii, swali la asili la kuuliza ni, ni nani anayejali? Kwa nini nchi zinashindana juu ya kujenga kompyuta kubwa zenye kasi zaidi?

Kweli, kama tutakavyoelezea hapa chini, kompyuta kuu ni zana inayowezesha. Huruhusu wanasayansi na wahandisi wa nchi kuendelea kufanya maendeleo thabiti (na wakati mwingine makubwa huruka mbele) katika nyanja kama vile biolojia, utabiri wa hali ya hewa, unajimu, silaha za nyuklia na zaidi.

Kwa maneno mengine, kompyuta kubwa huruhusu sekta binafsi ya nchi kujenga matoleo yenye faida zaidi na sekta yake ya umma kufanya kazi kwa ufanisi zaidi. Kwa miongo kadhaa, maendeleo haya yanayowezeshwa na kompyuta kuu yanaweza kubadilisha sana hali ya kiuchumi, kijeshi na kijiografia ya nchi.

Katika kiwango cha dhahania zaidi, nchi inayodhibiti sehemu kubwa zaidi ya uwezo wa kutumia kompyuta nyingi zaidi inamiliki siku zijazo.

Kuvunja kizuizi cha exaflop

Kwa kuzingatia hali halisi iliyoainishwa hapo juu, haipaswi kushangaa kwamba Marekani inapanga kurudi tena.

Mnamo 2017, Rais Obama alizindua Mpango Mkakati wa Kitaifa wa Kompyuta kama ushirikiano kati ya Idara ya Nishati, Idara ya Ulinzi, na Wakfu wa Kitaifa wa Sayansi. Mpango huu tayari umetoa jumla ya dola milioni 258 kwa makampuni sita katika juhudi za kutafiti na kuendeleza kompyuta kuu ya kwanza duniani ya exaflop iitwayo. Aurora. (Kwa mtazamo fulani, hizo ni petaflops 1,000, takribani uwezo wa kukokotoa wa kompyuta kuu 500 bora zaidi duniani zikiunganishwa, na kasi mara trilioni kuliko kompyuta yako ndogo ya kibinafsi.) Kompyuta hii imewekwa kwa ajili ya kutolewa karibu 2021 na itasaidia juhudi za utafiti za mashirika kama vile Idara ya Usalama wa Taifa, NASA, FBI, Taasisi za Kitaifa za Afya, na zaidi.

Hariri: Mnamo Aprili 2018, the Serikali ya Marekani ilitangaza $600 milioni kufadhili kompyuta tatu mpya za exaflop:

* Mfumo wa ORNL ulitolewa mwaka wa 2021 na kukubaliwa mwaka wa 2022 (mfumo wa ORNL) * Mfumo wa LLNL ulitolewa mwaka wa 2022 na kukubaliwa mwaka wa 2023 (mfumo wa LLNL) * Mfumo Unaowezekana wa ANL ulitolewa mwaka wa 2022 na kukubaliwa mwaka wa 2023 (mfumo wa ANL)

Kwa bahati mbaya kwa Marekani, China pia inafanya kazi kwenye kompyuta yake kuu ya exaflop. Kwa hivyo, mbio zinaendelea.

Jinsi kompyuta kuu zitawezesha mafanikio ya baadaye ya sayansi

Iliyodokezwa hapo awali, kompyuta kuu za sasa na zijazo huwezesha mafanikio katika taaluma mbalimbali.

Miongoni mwa maboresho ya haraka ambayo umma utaona ni kwamba vifaa vya kila siku vitaanza kufanya kazi haraka na bora zaidi. Data kubwa ambayo vifaa hivi hushiriki kwenye wingu itachakatwa kwa ufanisi zaidi na kompyuta kuu za kampuni, ili wasaidizi wako wa kibinafsi wa simu, kama vile Amazon Alexa na Mratibu wa Google, waanze kuelewa muktadha wa hotuba yako na. jibu maswali yako magumu yasiyo ya lazima kikamilifu. Tani nyingi za vifaa vya kuvaliwa pia zitatupa nguvu za ajabu, kama vile plugs mahiri za masikioni ambazo hutafsiri lugha papo hapo katika muda halisi, mtindo wa Star Trek.

Vivyo hivyo, kufikia katikati ya miaka ya 2020, mara moja Mtandao wa Vitu ikikomaa katika nchi zilizoendelea, karibu kila bidhaa, gari, jengo, na kila kitu katika nyumba zetu kitaunganishwa kwenye wavuti. Hili likitokea, ulimwengu wako utakuwa rahisi zaidi.

Kwa mfano, friji yako itakutumia ujumbe wa orodha ya ununuzi unapoishiwa na chakula. Kisha utaingia kwenye duka kuu, ukichagua orodha iliyotajwa ya vyakula, na utoke nje bila kamwe kujihusisha na mtunza fedha au rejista ya pesa—vitu hivyo vitatozwa kiotomatiki kutoka kwa akaunti yako ya benki mara tu utakapotoka kwenye jengo hilo. Unapotoka kuelekea kwenye kura ya maegesho, teksi inayojiendesha tayari itakuwa inakungoja ukiwa umefungua shina ili kuhifadhi mifuko yako na kukupeleka nyumbani.

Lakini jukumu la kompyuta hizi kuu za siku zijazo katika kiwango cha jumla litakuwa kubwa zaidi. Mifano michache:

Uigaji wa kidijitali: Kompyuta kuu, haswa katika hali ya hali ya juu, zitawaruhusu wanasayansi kuunda uigaji sahihi zaidi wa mifumo ya kibaolojia, kama vile utabiri wa hali ya hewa na miundo ya muda mrefu ya mabadiliko ya hali ya hewa. Vile vile, tutazitumia kuunda maiga bora ya trafiki ambayo yanaweza kusaidia ukuzaji wa magari yanayojiendesha.

Halvledare: Microchips za kisasa zimekuwa ngumu sana kwa timu za wanadamu kujiunda zenyewe kikamilifu. Kwa sababu hii, programu za kompyuta za hali ya juu na kompyuta kuu zinazidi kuchukua jukumu kuu katika usanifu wa kompyuta za kesho.

Kilimo: Kompyuta kubwa za wakati ujao zitawezesha ukuzaji wa mimea mipya inayostahimili ukame, joto, na maji ya chumvi, pamoja na lishe—kazi muhimu inayohitajika kulisha watu bilioni mbili zijazo wanaotarajiwa kuingia ulimwenguni kufikia 2050. Soma zaidi katika makala yetu Mustakabali wa Idadi ya Watu mfululizo.

Dawa kubwa: Makampuni ya dawa za dawa hatimaye yatapata uwezo wa kuchakata kikamilifu aina mbalimbali za jenasi za binadamu, wanyama na mimea ambazo zitasaidia kuunda dawa mpya na matibabu kwa aina mbalimbali za magonjwa ya kawaida na yasiyo ya kawaida duniani. Hii ni muhimu hasa wakati wa milipuko mpya ya virusi, kama vile hofu ya Ebola ya 2015 kutoka Afrika Mashariki. Kasi ya usindikaji wa siku zijazo itaruhusu kampuni za dawa kuchanganua jenomu ya virusi na kuunda chanjo iliyobinafsishwa ndani ya siku badala ya wiki au miezi. Soma zaidi katika yetu Mustakabali wa Afya mfululizo.

usalama wa taifa: Hii ndio sababu kuu kwa nini serikali inawekeza kwa kiasi kikubwa katika maendeleo ya kompyuta kubwa. Kompyuta zenye nguvu zaidi zitasaidia majenerali wa siku zijazo kuunda mikakati sahihi ya vita kwa hali yoyote ya mapigano; itasaidia kubuni mifumo bora zaidi ya silaha, na itasaidia vyombo vya kutekeleza sheria na kijasusi kutambua vyema vitisho vinavyoweza kutokea muda mrefu kabla ya kuwadhuru raia wa nyumbani.

Akili ya bandia

Na kisha tunakuja kwenye mada yenye utata ya akili ya bandia (AI). Mafanikio ambayo tutaona katika AI ya kweli katika miaka ya 2020 na 2030 yanategemea kabisa uwezo ghafi wa kompyuta kuu za siku zijazo. Lakini vipi ikiwa kompyuta kuu tulizozidokeza katika ukamilifu wa sura hii zinaweza kufanywa kuwa za kizamani na darasa jipya kabisa la kompyuta?

Karibu kwenye kompyuta za quantum—sura ya mwisho ya mfululizo huu ni mbofyo mmoja tu.