Quantumrun

TASVIR KREDIT: Quantumrun

Nima uchun mamlakatlar eng katta superkompyuterlarni yaratish uchun raqobatlashmoqda? Kompyuterlarning kelajagi P6

Devid Tal, nashriyotchi, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Seshanba, 09 - 15:2020

Kimki kompyuter kelajagini nazorat qilsa, u dunyoga egalik qiladi. Texnik kompaniyalar buni bilishadi. Buni davlatlar biladi. Va shuning uchun bizning kelajak dunyomizda eng katta izga ega bo'lishni maqsad qilgan tomonlar tobora kuchli superkompyuterlarni yaratish uchun vahima bilan poygada.

Kim g'alaba qozonadi? Va bu barcha hisoblash investitsiyalari qanday qilib to'lanadi? Ushbu savollarni ko'rib chiqishdan oldin, keling, zamonaviy superkompyuterning holatini takrorlaymiz.

Superkompyuter istiqboli

Xuddi o'tmishdagidek, bugungi o'rtacha superkompyuter o'lchami bo'yicha 40-50 ta mashinani sig'diradigan to'xtash joyi bilan solishtirish mumkin bo'lgan ulkan mashina bo'lib, ular bir kunda o'rtacha shaxsiy kompyuterga minglab yillar kerak bo'lgan loyihalar yechimini hisoblashlari mumkin. hal qilish. Yagona farq shundaki, bizning shaxsiy kompyuterlarimiz hisoblash quvvatiga ega bo'lganidek, superkompyuterlarimiz ham shunday rivojlangan.

Kontekstga kelsak, bugungi superkompyuterlar endi petaflop miqyosda raqobatlashmoqda: 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

Quyida oʻqiladigan jargonni tarjima qilish uchun bilingki, “Bit” maʼlumotlarni oʻlchash birligidir. "Baytlar" raqamli ma'lumotlarni saqlash uchun o'lchov birligidir. Va nihoyat, "Flop" soniyada suzuvchi nuqta operatsiyalarini anglatadi va hisoblash tezligini o'lchaydi. Suzuvchi nuqta operatsiyalari juda uzun raqamlarni hisoblash imkonini beradi, turli ilmiy va muhandislik sohalari uchun hayotiy qobiliyat va superkompyuterlar maxsus yaratilgan funksiya. Shu sababli, superkompyuterlar haqida gapirganda, sanoat "flop" atamasini ishlatadi.

Dunyodagi eng yaxshi superkompyuterlarni kim boshqaradi?

Superkompyuterlar ustunligi uchun kurash haqida gap ketganda, yetakchi davlatlar haqiqatda siz kutganlar: asosan AQSh, Xitoy, Yaponiya va Yevropa Ittifoqining ayrim davlatlari.

Biroq, global 10 talikka ulush qo'shish qanchalik obro'-e'tiborga ega bo'lsa, haqiqatan ham muhimi, dunyodagi superkompyuter resurslaridagi mamlakatning ulushi va bu erda bir davlat oldinga chiqdi: Xitoy.

Nima uchun davlatlar superkompyuterlar ustunligi uchun raqobatlashadi

A 2017 reytingi, Xitoyda dunyodagi eng tezkor 202 ta superkompyuterdan 500 tasi (40%) joylashgan, Amerika esa 144 tasini (29%) nazorat qiladi. Biroq raqamlar bir mamlakat foydalanishi mumkin bo'lgan hisoblash ko'lamidan kamroq degani va bu erda ham Xitoy etakchilikni nazorat qiladi; Eng yaxshi uchta superkompyuterdan ikkitasiga egalik qilishdan tashqari (2018), Xitoy ham dunyodagi superkompyuter imkoniyatlarining 35 foiziga ega, AQSh esa 30 foizga teng.

Shu o‘rinda tabiiy savol tug‘ilishi mumkin: kimga qiziq? Nima uchun davlatlar tezroq superkompyuterlarni yaratish uchun raqobatlashmoqda?

Quyida aytib o'tganimizdek, superkompyuterlar imkon beruvchi vositadir. Ular mamlakat olimlari va muhandislariga biologiya, ob-havo prognozi, astrofizika, yadro qurollari va boshqa sohalarda barqaror taraqqiyotni davom ettirishga (va ba'zan ulkan sakrashlarga) imkon beradi.

Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, superkompyuterlar mamlakatning xususiy sektoriga ko'proq foydali takliflarni yaratishga va uning davlat sektoriga yanada samarali ishlashga imkon beradi. O'nlab yillar davomida ushbu superkompyuterlar qo'llab-quvvatlagan yutuqlar mamlakatning iqtisodiy, harbiy va geosiyosiy mavqeini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin.

Mavhumroq darajada, superkompyuter imkoniyatlarining eng katta ulushini boshqaradigan mamlakat kelajakka egalik qiladi.

Exaflop to'sig'ini buzish

Yuqorida keltirilgan voqeliklarni hisobga olsak, AQShning qaytishni rejalashtirayotgani ajablanarli emas.

2017 yilda Prezident Obama Energetika vazirligi, Mudofaa vazirligi va Milliy fan jamg'armasi o'rtasidagi hamkorlik sifatida Milliy strategik hisoblash tashabbusini boshladi. Ushbu tashabbus oltita kompaniyaga dunyodagi birinchi exaflop superkompyuterini tadqiq qilish va rivojlantirish uchun jami 258 million dollar ajratdi. Aurora. (Ba'zi nuqtai nazarga ko'ra, bu 1,000 petaflops, taxminan dunyoning eng yaxshi 500 ta superkompyuterining hisoblash quvvati va shaxsiy noutbukingizdan trillion marta tezroq.) Bu kompyuter taxminan 2021 yilda chiqariladi va shu kabi tashkilotlarning tadqiqot tashabbuslarini qo'llab-quvvatlaydi. Ichki xavfsizlik departamenti, NASA, FBI, Milliy sog'liqni saqlash institutlari va boshqalar.

Tahrirlash: 2018 yil aprel oyida AQSh hukumati ma'lum qildi Uchta yangi exaflop kompyuterlarini moliyalashtirish uchun 600 million dollar:

* ORNL tizimi 2021 yilda yetkazib berilgan va 2022 yilda qabul qilingan (ORNL tizimi) * LLNL tizimi 2022 yilda yetkazib berilgan va 2023 yilda qabul qilingan (LLNL tizimi) * ANL potentsial tizimi 2022 yilda yetkazib berilgan va 2023 yilda qabul qilingan (ANL tizimi)

Afsuski, AQSh uchun Xitoy ham o'zining exaflop superkompyuteri ustida ishlamoqda. Shunday qilib, poyga davom etmoqda.

Qanday qilib superkompyuterlar kelajakdagi ilm-fan yutuqlariga yordam beradi

Yuqorida aytib o'tilganidek, hozirgi va kelajakdagi superkompyuterlar bir qator fanlar bo'yicha yutuqlarga erishishga imkon beradi.

Jamiyat e'tiborga oladigan eng tez yaxshilanishlardan biri shundaki, kundalik gadjetlar tezroq va yaxshiroq ishlay boshlaydi. Ushbu qurilmalar bulutga ulashadigan katta ma'lumotlar korporativ superkompyuterlar tomonidan samaraliroq qayta ishlanadi, shunda Amazon Alexa va Google Assistant kabi mobil shaxsiy yordamchilaringiz nutqingiz va nutqingiz ortidagi kontekstni tushuna boshlaydi. keraksiz murakkab savollaringizga mukammal javob bering. Tonnalab yangi taqiladigan qurilmalar bizga Star Trek uslubidagi real vaqtda tillarni bir zumda tarjima qiladigan aqlli quloqchalar kabi ajoyib kuchlar beradi.

Xuddi shunday, 2020-yillarning o'rtalariga kelib, bir marta narsalar interneti Rivojlangan mamlakatlarda yetiladi, deyarli har bir mahsulot, transport vositasi, bino va uylarimizdagi hamma narsa internetga ulanadi. Bu sodir bo'lganda, sizning dunyongiz osonroq bo'ladi.

Misol uchun, oziq-ovqatingiz tugashi bilan muzlatgichingiz sizga xaridlar ro'yxatini SMS orqali yuboradi. Keyin supermarketga kirasiz, oziq-ovqat ro'yxatini tanlaysiz va hech qachon kassir yoki kassaga murojaat qilmasdan chiqib ketasiz - binolardan chiqqaningizdan so'ng mahsulotlar avtomatik ravishda bank hisobingizdan yechib olinadi. Avtoturargohga chiqqaningizda, yuklaringizni saqlash va uyingizga olib borish uchun yukxona ochiq holda sizni o'zi boshqaradigan taksi allaqachon kutib turadi.

Ammo bu kelajakdagi superkompyuterlarning makro darajada o'ynaydigan roli ancha katta bo'ladi. Bir necha misol:

Raqamli simulyatsiyalar: Superkompyuterlar, ayniqsa miqyosda, olimlarga ob-havo prognozlari va uzoq muddatli iqlim o'zgarishi modellari kabi biologik tizimlarning aniqroq simulyatsiyalarini yaratishga imkon beradi. Xuddi shunday, biz ulardan o'zi boshqariladigan avtomobillarni rivojlantirishga yordam beradigan yaxshiroq yo'l harakati simulyatsiyalarini yaratish uchun foydalanamiz.

Semiconductors: Zamonaviy mikrochiplar odamlar jamoalari o'zlarini samarali loyihalashlari uchun juda murakkab bo'lib qoldi. Shu sababli, ilg'or kompyuter dasturlari va superkompyuterlar ertangi kun kompyuterlarini arxitektura qilishda etakchi rol o'ynaydi.

Qishloq xo'jaligi: Kelajakdagi superkompyuterlar qurg'oqchilikka, issiqlikka va sho'r suvga chidamli, shuningdek, to'yimli bo'lgan yangi o'simliklarni yaratishga imkon beradi — 2050 yilga kelib dunyoga kelishi kutilayotgan keyingi ikki milliard odamni oziqlantirish uchun zarur bo'lgan muhim ish. Batafsil bizning sahifamizda o'qing. Insoniyatning kelajagi seriyali.

Katta farmasiya: Farmatsevtika dori kompaniyalari nihoyat inson, hayvon va o'simlik genomlarini to'liq qayta ishlash qobiliyatiga ega bo'ladilar, bu esa dunyoda keng tarqalgan va unchalik keng tarqalgan bo'lmagan kasalliklar uchun yangi dori vositalari va davolashni yaratishga yordam beradi. Bu, ayniqsa, Sharqiy Afrikadan 2015 yilda Ebola qo'rquvi kabi yangi virus tarqalishi paytida foydalidir. Kelgusida qayta ishlash tezligi farmatsevtika kompaniyalariga virus genomini tahlil qilish va moslashtirilgan vaktsinalarni haftalar yoki oylar o'rniga bir necha kun ichida yaratish imkonini beradi. Batafsil bizning maqolamizda o'qing Salomatlik kelajagi seriyali.

Milliy xavfsizlik: Hukumat superkompyuterlarni rivojlantirishga katta miqdorda sarmoya kiritayotganining asosiy sababi shu. Keyinchalik kuchli superkompyuterlar bo'lajak generallarga har qanday jangovar vaziyat uchun aniq jangovar strategiyalarni yaratishga yordam beradi; u yanada samarali qurol tizimlarini ishlab chiqishga yordam beradi va huquqni muhofaza qilish va josuslik idoralariga mahalliy fuqarolarga zarar yetkazishidan ancha oldin potentsial tahdidlarni yaxshiroq aniqlashga yordam beradi.

Sun'iy intellekt

Va keyin biz munozarali sun'iy intellekt (AI) mavzusiga keldik. 2020 va 2030 yillarda haqiqiy AIda biz ko'radigan yutuqlar butunlay kelajakdagi superkompyuterlarning xom kuchiga bog'liq. Ammo, agar biz ushbu bob davomida ishora qilgan superkompyuterlar butunlay yangi kompyuter sinfi tomonidan eskirgan bo'lishi mumkin bo'lsa-chi?

Kvant kompyuterlariga xush kelibsiz - bu seriyaning oxirgi bobi bir marta bosish masofasida.