П'ять трендів в суперкомп'ютерах майбутнього Bashny.Net

Як наші пристрої стають більш підключеними до Інтернету, і ми поступово відходимо від особистого комп'ютера парадигми, суперкомп'ютери здаються меншим і менш громіздким і божевільними пристроями з тисячами охолоджувальних коробок і замовленим пальцем процесорів. Але гігантські паралельні системи, які виглядають як ці найстаріші надкомп'ютери все ще розвиваються.

Більшість з нас знають, що Закон Мура, який в основному стверджує, що потужність комп'ютерних чіпів подвійна щороку і половина до двох. Це не просто правда наших комп'ютерів і смартфонів. Всі наші електронні пристрої знаходяться на шляху вдосконалення: швидкість обробки зростає, чутливість датчиків, пам'ять та навіть екран або фотокамери, краще і краще. Чіпси можуть покращувати і усаджувати нерівні межі до початку квантових ефектів. Деякі експерти вважають, що в найближчі 50 років закон Мура обмежиться і уповільнить розвиток комп'ютерних чіпів. Не дивно, що найбільші світові виробники чіпів починають шукати альтернативи.

Наші телефони та планшети можуть здивувати нас з дозатором потужності кожні два роки, але за сценаріями є те, що попит більше – хмара, суперкомп'ютери, найменші обчислювальні системи. Давайте спробуємо вгадати, що спосіб суперкомп'ютери майбутнього підуть і як це буде впливати на загальну обчислювальну потужність нашої планети.

Нахабний і далі



Мініатюризація компонентів чіпа - лише половина бою. З іншого боку монети суперкомп'ютери потребують спеціальної збірки для більш високої потужності. У 2008 році IBM Roadrunner переймав ліміт одного пефалопа: одна операція квадроциклів на другий. (Флопи – це стандарт, який ми використовуємо при спілкуванні з надкомп’ютерами, які використовуються для наукових обчислень.)

У науковій виді пелюшки вимірюється в 1015 операціях на другий. Вибуховий комп'ютер — який з'явиться в 2019 році, згідно з різними прогнозами — буде мати продуктивність 1018, тис. разів більше, ніж фургонові комп'ютери ми бачимо сьогодні. У порівнянні з найбільш потужними світовими суперкомп'ютерами 500 з 2014 року Tianhe-1A, має продуктивність менше 60 фургонів. До 2030 року суперкомп'ютери повинні досягати zettaflops, або 1021 операцій на другий, а потім yottaflops, або 1024.

Що таке ці цифри? Очікується, що повна імітація комп'ютерного мозку буде можливо до 2025 року, а комп'ютери Zettascale зможуть точно прогнозувати всю погоду на планеті протягом двох тижнів.

Зелені суперкомп'ютери

Будь-яка потужність має свою ціну. Якщо ваш комп'ютер не зламаний, або ви зіткнетеся з ноутбуком на клацання, ви знаєте, які витрати на електроенергію: комп'ютери нагріваються, як вони працюють. По суті, одна з основних викликів для розробників суперкомп'ютерів пошуку розумного способу встановлення та використання потужних машин без аварійних ситуацій або пошкодження планети. Після того, як одна з основних функцій моделювання погоди буде керувати викидами вуглекислих оксидів, тому буде незрівнянно додавати проблеми до кліматичних науковців у вирішенні цих проблем.

Комп'ютер працює дуже погано, якщо він перегрівається. Будь-яка комп'ютерна система є корисною, оскільки вона працює у своїх найгірших випадках, тому охолодження гарячих чіпсів є великим інтересом до інженерів. Більше половини енергії, що використовується суперкомп'ютерами, йде на охолодження. І екологічні проблеми вже є великим занепокоєнням у світлі поліпшеної комп'ютерної продуктивності. Теплі рішення та енергоефективність вже давно стали основою кожного суперкомп’ютерного проекту.

З охолодження з «вільним повітрям» – це, інженери намагаються привезти зовні повітря до системи – до апаратних споруд, що підвищують площу поверхні системи, вчені намагаються бути максимально інноваційними, щоб підвищити ефективність охолодження надкомп’ютерів. Одним з найцікавіших ідей, які намагаються реалізувати, є охолодження системи рідиною, яка збиратиме тепло, оскільки вона протікає через труби в самому комп'ютері. Проекти, які посідають в ТОП 500 найпотужніших суперкомп'ютерів, приймають це дуже серйозно.

Звернення проблем екології та ефективності не тільки добре для нашої планети, але й для експлуатації машин. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час.

Штучний мозок



Поговоримо про те, що відбувається між 2025 і 2030, коли суперкомп'ютери зможуть малювати мозок людини. У 1996 році вчений з Сиракузського університету оцінив, що наші мозку мають пам'ять 1 до 10 терабайтів, середнє близько 3. Звичайно, дуже важливо відзначити, що наші мозок не працюють як комп'ютери. Але протягом наступних 20 років комп'ютери будуть працювати як наш мозок.

Так само, як суперкомп'ютери надзвичайно корисні при відображенні геному людини, розв'язанні медичних проблем, і більше, точних моделей мозку людини значно полегшить діагностування, лікування і розуміння складності людської думки і емоції. У поєднанні з технологією візуалізації лікарі зможуть виявити проблемні ділянки, моделювати різні форми лікування, і навіть дістатися до коренів багатьох питань, які нас плетуть з початку часу. Нерослий і глянцевий чіпс і інші технології допоможуть контролювати і навіть змінити рівень серотоніну і інших нейротрансмітаторів для поліпшення настрою і загального емоційного стану, а також порушення певних частин мозку при травмі, наприклад, може бути вилучений.

За авансами в медицині, які обіцяють суперкомп'ютери, є також питання штучного інтелекту. Вже, комп'ютери середньої продуктивності можуть дізнатися деякі можливості штучного інтелекту, серед яких є смарт-система для вибору рекомендацій для книг і телевізійних програм. Уявіть собі онлайн-кінець, який може замінити реальний лікар і навіть цілий консорціум кращих лікарів світу.

Системи й комплексні моделі



2030, суперкомп'ютери Zettaflop зможуть точно імітувати всю погодну систему Землі протягом двох тижнів. Натискання кнопки можна натиснути на 100 відсотків точну модель всієї планети та екосфери, з місцевими та глобальними прогнозами. Якщо ви не зіпсували погода, то ви будете знати її тижні заздалегідь.

Клімат Землі – це комплексна система, яка часто обговорюється у зв’язку з теорією хаосу, складність яких частина нас не може навіть уявити. Питання про те, чи дросельний метелик в Бразилії може викликати торнадо в Техасі, перестає існувати. Важко уявити більш складну систему, ніж погода нашої планети.

Харчова продукція та сільське господарство, вплив погоди на інші масштабні наукові проекти (польські експедиції або космічних апаратів), прогнозування стихійних стихій є лише кількома варіантами, що забезпечують обчислювальну потужність.

І звичайно ж, погодна система є просто кінчиком айсберга. Якщо ви не змогли уявити собі гарну погоду, ви можете просто відтворити будь-яку складну і велику систему.

Імітація миру



Більшість з нас знайомі з онлайн-іграми і можуть згадати, коли життєві тренажери, такі як Друге життя або Сим. Віртуальна реальність завжди була улюбленою темою наукової фантастики. Але якщо вам помножити її на живлення суперкомп'ютерів, ігор та віртуальних середовищ може стати більш ніж просто розвагами.

При проектуванні Матрики, безумовно, будуть вражаючими, змінюючи наші добові культурні та соціальні зміни для спостереження та прогнозування їх може бути надзвичайно корисним для нашого нестійкого суспільства. Уявіть собі спрощення планування міст, побудови нових мікрорайонів та нерівномірного розподілу продуктів харчування та ресурсів.

Суперкомп'ютери не будуть вгадувати на кавових майданчиках: вони отримуватимуть інформацію з кожного можливого джерела — з останніх твітів у верхній частині, щоб використовувати сітку на даний момент — і створювати моделі, які допоможуть регулювати не тільки поточні фактори, але й майбутні плани. Скорочення газу, електрики, води, системного використання цих ресурсів і забезпечення енергії для масштабних подій, таких як Олімпійські ігри, які перестануть турбуватися людей.

Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. Всі ці можливості, які не можуть бути доступні без надкомп'ютерів.

Джерело: hi-news.ru