Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ: Kuantumrun

Ülkeler neden en büyük süper bilgisayarları oluşturmak için rekabet ediyor? Bilgisayarların Geleceği P6

David Tal, Yayıncı, Fütürist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Salı, 09/15/2020 - 15:33

Bilgisayarın geleceğini kim kontrol ederse, dünyanın sahibi o olur. Teknoloji şirketleri bunu biliyor. Ülkeler biliyor. İşte bu nedenle, gelecekteki dünyamızda en büyük ayak izine sahip olmayı hedefleyen partiler, giderek daha güçlü süper bilgisayarlar oluşturmak için panik içinde bir yarış içindeler.

Kim kazanıyor? Ve tüm bu bilgi işlem yatırımları tam olarak nasıl karşılığını verecek? Bu soruları keşfetmeden önce, modern süper bilgisayarın durumunu özetleyelim.

Bir süper bilgisayar perspektifi

Tıpkı geçmişte olduğu gibi, bugünün ortalama süper bilgisayarı devasa bir makinedir, büyüklüğü 40-50 arabalık bir park yerine benzer ve ortalama bir kişisel bilgisayarın binlerce yıl alacağı bir projeye çözümü bir günde hesaplayabilirler. çözmek. Tek fark, nasıl kişisel bilgisayarlarımız bilgi işlem gücünde olgunlaştıysa, süper bilgisayarlarımız da öyle.

Bağlam olarak, günümüzün süper bilgisayarları artık petaflop ölçeğinde rekabet ediyor: 1 Kilobayt = 1,000 bit 1 Megabit = 1,000 kilobayt 1 Gigabit = 1,000 Megabit 1 Terabit = 1,000 Gigabit 1 Petabit = 1,000 Terabit

Aşağıda okuyacağınız jargonu tercüme etmek için 'Bit'in bir veri ölçüm birimi olduğunu bilin. 'Bayt', dijital bilgi depolama için bir ölçü birimidir. Son olarak, 'Flop' saniyede kayan nokta işlemleri anlamına gelir ve hesaplama hızını ölçer. Kayan nokta işlemleri, çok uzun sayıların hesaplanmasına, çeşitli bilimsel ve mühendislik alanları için hayati bir yetenek ve süper bilgisayarların özel olarak inşa edildiği bir işleve izin verir. Bu nedenle, endüstri süper bilgisayarlardan bahsederken 'flop' terimini kullanır.

Dünyanın en iyi süper bilgisayarlarını kim kontrol ediyor?

Süper bilgisayar üstünlüğü için savaş söz konusu olduğunda, önde gelen ülkeler gerçekten beklediğiniz kişilerdir: başlıca Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Japonya ve belirli AB ülkeleri.

Bununla birlikte, küresel ilk 10'da bir paya sahip olmak prestiji elinde tutsa da, gerçekten önemli olan bir ülkenin dünyanın süper bilgi işlem kaynaklarından aldığı paydır ve burada bir ülke öne geçmiştir: Çin.

Ülkeler neden süper bilgisayar üstünlüğü için rekabet ediyor?

Bir dayanarak 2017 sıralamasıÇin, dünyanın en hızlı 202 süper bilgisayarının 500'sine (%40) ev sahipliği yaparken, Amerika 144'ünü (%29) kontrol ediyor. Ancak rakamlar, bir ülkenin kullanabileceği bilgi işlem ölçeğinden daha az anlamına geliyor ve burada da Çin, önde gelen bir liderliği kontrol ediyor; Çin, en büyük üç süper bilgisayardan ikisine (2018) sahip olmanın yanı sıra, ABD'nin yüzde 35'una kıyasla dünyanın süper bilgi işlem kapasitesinin yüzde 30'ine sahiptir.

Bu noktada sorulması gereken doğal soru şudur: Kimin umurunda? Ülkeler neden her zamankinden daha hızlı süper bilgisayarlar oluşturmak için rekabet ediyor?

Aşağıda özetleyeceğimiz gibi, süper bilgisayarlar kolaylaştırıcı bir araçtır. Bir ülkenin bilim adamlarının ve mühendislerinin biyoloji, hava tahmini, astrofizik, nükleer silahlar ve daha fazlası gibi alanlarda istikrarlı bir ilerleme kaydetmeye (ve bazen ileriye doğru dev adımlar atmaya) devam etmelerini sağlar.

Başka bir deyişle, süper bilgisayarlar bir ülkenin özel sektörünün daha karlı teklifler oluşturmasına ve kamu sektörünün daha verimli çalışmasına olanak tanır. On yıllar boyunca, bu süper bilgisayar destekli gelişmeler bir ülkenin ekonomik, askeri ve jeopolitik durumunu önemli ölçüde değiştirebilir.

Daha soyut bir düzeyde, süper bilgi işlem kapasitesinin en büyük payını kontrol eden ülke geleceğin sahibidir.

Exaflop bariyerini kırmak

Yukarıda özetlenen gerçekler göz önüne alındığında, ABD'nin geri dönüş planlaması şaşırtıcı olmamalıdır.

2017'de Başkan Obama, Enerji Bakanlığı, Savunma Bakanlığı ve Ulusal Bilim Vakfı arasında bir ortaklık olarak Ulusal Stratejik Bilgi İşlem Girişimi'ni başlattı. Bu girişim, dünyanın ilk exaflop süper bilgisayarını araştırmak ve geliştirmek için altı şirkete şimdiden toplam 258 milyon dolar ödül verdi. şafak. (Bir bakış açısına göre, bu 1,000 petaflop, kabaca dünyanın en büyük 500 süper bilgisayarının toplam hesaplama gücü ve kişisel dizüstü bilgisayarınızdan trilyon kat daha hızlıdır.) Bu bilgisayar 2021 civarında piyasaya sürülmek üzere ayarlanmıştır ve aşağıdaki gibi kuruluşların araştırma girişimlerini destekleyecektir. İç Güvenlik Bakanlığı, NASA, FBI, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve daha fazlası.

Düzenleme: Nisan 2018'de, ABD hükümeti açıkladı Üç yeni exaflop bilgisayarı finanse etmek için 600 milyon dolar:

* 2021'de teslim edilen ve 2022'de kabul edilen ORNL Sistemi (ORNL sistemi) * 2022'de teslim edilen ve 2023'te kabul edilen LLNL Sistemi (LLNL sistemi) * 2022'de teslim edilen ve 2023'te kabul edilen ANL Potansiyel Sistemi (ANL sistemi)

Maalesef ABD için Çin de kendi exaflop süper bilgisayarı üzerinde çalışıyor. Dolayısıyla yarış devam ediyor.

Süper bilgisayarlar gelecekteki bilim atılımlarını nasıl sağlayacak?

Daha önceki, mevcut ve gelecekteki süper bilgisayarlar, bir dizi disiplinde atılımlara olanak tanır.

Halkın fark edeceği en acil iyileştirmelerden biri, günlük cihazların çok daha hızlı ve daha iyi çalışmaya başlayacak olmasıdır. Bu cihazların bulutta paylaştığı büyük veriler, kurumsal süper bilgisayarlar tarafından daha etkili bir şekilde işlenecek, böylece Amazon Alexa ve Google Asistan gibi mobil kişisel asistanlarınız konuşmanızın arkasındaki bağlamı anlamaya başlayacak ve gereksiz karmaşık sorularınızı mükemmel bir şekilde yanıtlayın. Tonlarca yeni giyilebilir cihaz, dilleri anında gerçek zamanlı olarak çeviren akıllı kulak tıkaçları, Star Trek tarzı gibi bize inanılmaz güçler verecek.

Aynı şekilde, 2020'lerin ortalarında, bir kez Şeylerin İnternet'i Gelişmiş ülkelerde olgunlaşınca hemen hemen her ürün, araç, bina ve evlerimizdeki her şey web bağlantılı olacak. Bu olduğunda, dünyanız daha zahmetsiz hale gelecektir.

Örneğin, buzdolabınız yiyeceğiniz bittiğinde size bir alışveriş listesi gönderecektir. Daha sonra bir süpermarkete girecek, söz konusu gıda maddelerinin listesini seçecek ve bir kasiyer veya yazarkasa ile uğraşmadan dışarı çıkacaksınız - öğeler, binadan çıktığınızda otomatik olarak banka hesabınızdan borçlandırılacaktır. Otoparka çıktığınızda, çantalarınızı saklamak ve sizi eve götürmek için bagajı açıkken sürücüsüz bir taksi sizi bekliyor olacak.

Ancak bu geleceğin süper bilgisayarlarının makro düzeyde oynayacağı rol çok daha büyük olacak. Birkaç örnek:

Dijital simülasyonlar: Süper bilgisayarlar, özellikle üst ölçekte, bilim adamlarının hava tahminleri ve uzun vadeli iklim değişikliği modelleri gibi biyolojik sistemlerin daha kesin simülasyonlarını oluşturmalarına olanak sağlayacak. Aynı şekilde, kendi kendini süren arabaların geliştirilmesine yardımcı olabilecek daha iyi trafik simülasyonları oluşturmak için bunları kullanacağız.

Yarı iletkenler: Modern mikroçipler, insan ekiplerinin kendilerini etkili bir şekilde tasarlamaları için çok karmaşık hale geldi. Bu nedenle, gelişmiş bilgisayar yazılımları ve süper bilgisayarlar, yarının bilgisayarlarının mimarisinde giderek daha fazla lider rol oynamaktadır.

Tarım: Geleceğin süper bilgisayarları, kuraklığa, sıcağa ve tuzlu suya dayanıklı yeni bitkilerin geliştirilmesine ve aynı zamanda besleyici - 2050 yılına kadar dünyaya girmesi öngörülen sonraki iki milyar insanı beslemek için gerekli olan temel işlerin geliştirilmesine olanak sağlayacak. İnsan Nüfusunun Geleceği serisi.

Büyük ilaç: Farmasötik ilaç şirketleri sonunda, dünyanın çeşitli yaygın ve çok yaygın olmayan hastalıkları için yeni ilaç ve tedavi oluşturulmasına yardımcı olacak çok çeşitli insan, hayvan ve bitki genomlarını tam olarak işleme yeteneğini kazanacaklar. Bu, Doğu Afrika'dan 2015 Ebola korkusu gibi yeni virüs salgınları sırasında özellikle yararlıdır. Gelecekteki işleme hızları, ilaç şirketlerinin bir virüsün genomunu analiz etmesine ve haftalar veya aylar yerine günler içinde özelleştirilmiş aşılar oluşturmasına olanak sağlayacak. Devamını oku Sağlığın Geleceği serisi.

Ulusal Güvenlik: Hükümetin süper bilgisayar geliştirmeye bu kadar yoğun yatırım yapmasının ana nedeni budur. Daha güçlü süper bilgisayarlar, geleceğin generallerinin herhangi bir savaş durumu için kesin savaş stratejileri oluşturmasına yardımcı olacak; daha etkili silah sistemlerinin tasarlanmasına yardımcı olacak ve kolluk kuvvetlerinin ve casus teşkilatların yerel sivillere zarar vermeden çok önce potansiyel tehditleri daha iyi belirlemelerine yardımcı olacaktır.

Yapay zeka

Ve sonra tartışmalı yapay zeka (AI) konusuna geliyoruz. 2020'lerde ve 2030'larda gerçek yapay zekada göreceğimiz atılımlar, tamamen geleceğin süper bilgisayarlarının ham gücüne bağlı. Ama ya bu bölümün tamamı boyunca ima ettiğimiz süper bilgisayarlar, tamamen yeni bir bilgisayar sınıfı tarafından geçersiz kılınabilirse?

Kuantum bilgisayarlarına hoş geldiniz - bu dizinin son bölümü sadece bir tık ötede.