Quantumrun

КРЕДИТ ЗОБРАЖЕННЯ: Quantumrun

Чому країни змагаються за створення найбільших суперкомп’ютерів? Майбутнє комп'ютерів P6

Девід Тал, видавець, футуролог
@DavidTalWrites
LinkedIn

Вт, 09 - 15:2020

Той, хто контролює майбутнє обчислювальної техніки, володіє світом. Технічні компанії це знають. Країни це знають. І тому ті сторони, які прагнуть мати найбільший слід у нашому майбутньому світі, панічно змагаються за створення дедалі потужніших суперкомп’ютерів.

Хто перемагає? І як саме окупляться всі ці інвестиції в комп’ютери? Перш ніж досліджувати ці питання, давайте підсумуємо стан сучасного суперкомп’ютера.

Суперкомп'ютерна перспектива

Як і в минулому, сьогодні середній суперкомп’ютер — це величезна машина, розмір якої можна порівняти з автостоянкою, яка вміщує 40-50 автомобілів, і вони можуть за день розрахувати рішення для проектів, на що середньому персональному комп’ютеру знадобляться тисячі років. вирішити. Єдина відмінність полягає в тому, що подібно до того, як наші персональні комп’ютери зросли в обчислювальній потужності, наші суперкомп’ютери також зросли.

Для контексту, сучасні суперкомп’ютери зараз конкурують у масштабі петафлопа: 1 кілобайт = 1,000 біт 1 мегабіт = 1,000 кілобайт 1 гігабіт = 1,000 мегабіт 1 терабіт = 1,000 гігабіт 1 петабіт = 1,000 терабіт

Щоб перекласти жаргон, який ви прочитаєте нижче, знайте, що «біт» — це одиниця вимірювання даних. «Байт» — це одиниця вимірювання для зберігання цифрової інформації. Нарешті, «Flop» означає операції з плаваючою комою за секунду та вимірює швидкість обчислення. Операції з плаваючою комою дозволяють обчислювати дуже довгі числа, що є життєво важливою здатністю для різноманітних наукових та інженерних галузей, а також функцією, для якої спеціально створені суперкомп’ютери. Ось чому, говорячи про суперкомп’ютери, промисловість використовує термін «провал».

Хто контролює найкращі суперкомп’ютери світу?

Коли мова йде про боротьбу за перевагу над суперкомп’ютерами, країни-лідери насправді ті, кого ви очікуєте: в основному Сполучені Штати, Китай, Японія та деякі країни ЄС.

Однак, незважаючи на те, що участь у світовій топ-10 є престижною, справді важливою є частка країни у світових суперкомп’ютерних ресурсах, і тут одна країна вийшла вперед: Китай.

Чому країни змагаються за суперкомп’ютерну перевагу

Грунтуючись на Рейтинг 2017 року, Китай є домом для 202 із 500 найшвидших суперкомп’ютерів у світі (40%), тоді як Америка контролює 144 (29%). Але цифри означають менше, ніж масштаб обчислювальної техніки, яку може використовувати країна, і тут також Китай контролює переважну перевагу; Крім того, що Китай володіє двома з трьох найкращих суперкомп’ютерів (2018), Китай також володіє 35 відсотками світових суперкомп’ютерних потужностей, у порівнянні з 30 відсотками США.

У цей момент виникає природне запитання: кого це хвилює? Чому країни конкурують у створенні все швидших суперкомп’ютерів?

Що ж, як ми зазначимо нижче, суперкомп’ютери є сприятливим інструментом. Вони дозволяють науковцям та інженерам країни продовжувати стабільний прогрес (іноді гігантські стрибки вперед) у таких галузях, як біологія, прогноз погоди, астрофізика, ядерна зброя тощо.

Іншими словами, суперкомп’ютери дозволяють приватному сектору країни створювати більш прибуткові пропозиції, а державному сектору – працювати ефективніше. Протягом десятиліть ці досягнення на основі суперкомп’ютерів можуть суттєво змінити економічне, військове та геополітичне становище країни.

На більш абстрактному рівні країна, яка контролює найбільшу частку суперкомп’ютерних потужностей, володіє майбутнім.

Подолання екзафлопного бар’єру

Враховуючи описані вище реалії, не повинно бути несподіванкою, що США планують повернення.

У 2017 році президент Обама започаткував Національну стратегічну обчислювальну ініціативу як партнерство між Міністерством енергетики, Міністерством оборони та Національним науковим фондом. Ця ініціатива вже присудила загалом 258 мільйонів доларів шести компаніям на дослідження та розробку першого у світі суперкомп’ютера exaflop під назвою Аврора. (З деякої точки зору, це 1,000 петафлопс, що приблизно дорівнює обчислювальній потужності 500 найкращих суперкомп’ютерів світу разом узятих, і в трильйон разів швидше, ніж ваш персональний ноутбук.) Цей комп’ютер планується випустити приблизно у 2021 році та підтримуватиме дослідницькі ініціативи таких організацій, як Департамент внутрішньої безпеки, НАСА, ФБР, Національний інститут охорони здоров’я тощо.

Редагувати: у квітні 2018 р Уряд США оголосив 600 мільйонів доларів на фінансування трьох нових комп’ютерів exaflop:

* Система ORNL поставлена в 2021 і прийнята в 2022 (система ORNL) * Система LLNL поставлена в 2022 і прийнята в 2023 (система LLNL) * Потенційна система ANL поставлена в 2022 і прийнята в 2023 (система ANL)

На жаль для США, Китай також працює над власним суперкомп’ютером exaflop. Отже, гонка триває.

Як суперкомп’ютери сприятимуть майбутнім науковим проривам

Раніше натякали на те, що нинішні та майбутні суперкомп’ютери дозволяють зробити прорив у низці дисциплін.

Серед найнегайніших покращень, які помітить громадськість, є те, що щоденні гаджети почнуть працювати набагато швидше та краще. Великі дані, які ці пристрої передають у хмару, будуть ефективніше оброблятися корпоративними суперкомп’ютерами, тож ваші мобільні персональні помічники, як-от Amazon Alexa та Google Assistant, почнуть розуміти контекст вашої мови та ідеально відповідати на ваші невиправдано складні запитання. Безліч нових пристроїв, які можна носити, також дасть нам дивовижні можливості, як-от розумні затички для вух, які миттєво перекладають мови в реальному часі, як у Star Trek.

Так само до середини 2020-х раз Інтернет речей розвивається в розвинутих країнах, майже кожен продукт, транспортний засіб, будівля та все в наших домівках буде підключено до Інтернету. Коли це станеться, ваш світ стане більш легким.

Наприклад, ваш холодильник надішле вам список покупок, коли у вас закінчаться продукти. Потім ви зайдете в супермаркет, виберете вказаний список продуктів харчування та вийдете, навіть не звертаючись до касира чи касового апарату — продукти автоматично списуються з вашого банківського рахунку, коли ви вийдете з будівлі. Коли ви вийдете на стоянку, вас уже чекатиме безпілотне таксі з відкритим багажником, щоб скласти ваші сумки та відвезти додому.

Але роль цих майбутніх суперкомп’ютерів на макрорівні буде набагато більшою. Кілька прикладів:

Цифрове моделювання: Суперкомп’ютери, особливо в екзамасштабі, дозволять вченим створювати більш точні моделювання біологічних систем, як-от прогноз погоди та довгострокові моделі зміни клімату. Так само ми будемо використовувати їх для створення кращого моделювання дорожнього руху, яке може допомогти в розробці безпілотних автомобілів.

Напівпровідникові прилади: Сучасні мікрочіпи стали надто складними для того, щоб команди людей могли ефективно їх створювати. З цієї причини сучасне комп’ютерне програмне забезпечення та суперкомп’ютери все більше відіграють провідну роль в архітектурі комп’ютерів завтрашнього дня.

сільське господарство: Майбутні суперкомп’ютери дозволять розробляти нові рослини, стійкі до посухи, спеки та солоної води, а також поживні — необхідна робота, щоб прогодувати наступні два мільярди людей, які, за прогнозами, з’являться на світі до 2050 року. Докладніше читайте в нашому Майбутнє людства серії.

Велика аптека: Фармацевтичні фармацевтичні компанії нарешті отримають можливість повністю обробляти величезну кількість геномів людини, тварин і рослин, що допоможе створювати нові ліки та лікування різноманітних поширених і не дуже хвороб у світі. Це особливо корисно під час спалахів нових вірусів, як-от лихоманка Ебола у Східній Африці у 2015 році. Майбутні швидкості обробки дозволять фармацевтичним компаніям аналізувати геном вірусу та створювати індивідуальні вакцини за кілька днів замість тижнів чи місяців. Детальніше читайте в нашому Майбутнє здоров'я серії.

національної безпеки: Це головна причина, чому уряд так багато інвестує в розробку суперкомп’ютерів. Більш потужні суперкомп’ютери допоможуть майбутнім генералам створювати точні бойові стратегії для будь-якої бойової ситуації; це допоможе розробити більш ефективні системи зброї, а також допоможе правоохоронним і шпигунським службам краще ідентифікувати потенційні загрози задовго до того, як вони зможуть завдати шкоди місцевим цивільним особам.

штучний інтелект

І тоді ми підходимо до суперечливої теми штучного інтелекту (ШІ). Прориви, які ми побачимо в справжньому штучному інтелекті протягом 2020-х і 2030-х років, повністю залежатимуть від грубої потужності майбутніх суперкомп’ютерів. Але що, якщо суперкомп’ютери, про які ми натякали протягом усієї цієї глави, можуть стати застарілими завдяки абсолютно новому класу комп’ютерів?

Ласкаво просимо до квантових комп’ютерів — до останнього розділу цієї серії всього лише один клік.