التكنولوجيا تتحرك بسرعة لا تصدق. ربما تشتري أجهزة لوحية قياسية أو كمبيوتر محمول أساسي لمنطقة تعليمية اليوم. ومع ذلك، فإن السحر الحقيقي للمستقبل يحدث بعيدًا في مراكز البيانات الضخمة. تقوم الآلات العملاقة بمعالجة جبال من المعلومات لجعل أجهزتنا الإلكترونية اليومية أكثر ذكاءً وأسرع. يشرح هذا المنشور كيف تشكل قوة الحوسبة الهائلة والذكاء الاصطناعي الأدوات التي نعتمد عليها جميعًا. تابع القراءة لمعرفة كيف يتم تصميم الأجهزة الاستهلاكية المستقبلية بواسطة الأنظمة الأكثر تقدمًا اليوم.

ما هو بالضبط الكمبيوتر العملاق وكيف يتم حسابه؟

A الكمبيوتر العملاق هو في الأساس درجة عالية كمبيوتر قوي. إنه على وجه التحديد مصممة للتشغيل مهام ضخمة. يمكن بسهولة حل المشاكل المعقدة التي لا تستطيع الآلة العادية التعامل معها. عندما يقوم المهندسون بقياس أداء الكمبيوتر العملاق، فهي لا تنظر إلى سرعات الساعة القياسية كما تفعل على جهاز الكمبيوتر المنزلي. بدلا من ذلك، سرعته تقاس بعمليات الفاصلة العائمة لكل ثانيا. نحن نسمي هذا عادة أ بالتخبط.

للوصول إلى هذا لا يصدق مستوى الأداء، واحدة يمكن أن يحتوي الكمبيوتر العملاق عشرات الآلاف من المعالجات. تعمل هذه الأجزاء الصغيرة معًا بشكل وثيق جدًا لتكون بمثابة دماغ واحد عملاق. ضخمة يتم تصنيع أجهزة الكمبيوتر العملاقة من القطع المادية الأصغر حجما مجمعة في العقد الحسابية. هذه حساب العقد معالجة قطع صغيرة من اللغز الضخم في نفس الوقت. يقومون بمعالجة تريليونات من الحسابات في الثانية الواحدة بمعدل مذهل.

هذا الضخم حساب القوة أمر حيوي للغاية للحديث منظمة العفو الدولية. سواء توقع اتجاهات التسوق أو تدريب المساعدين الصوتيين الأذكياء، منظمة العفو الدولية يحتاج إلى موارد هائلة. أجهزة الكمبيوتر العملاقة هي أيضا تُستخدم لاختبار تصميمات البرامج والأجهزة التي تصل في النهاية إلى أجهزة المستهلك. يستفيد كل جهاز لوحي أو هاتف ذكي جديد من الرفع الثقيل الذي تقوم به الكمبيوتر العملاق قبل وقت طويل من وصول المنتج إلى الرفوف.

كيف بدأت الحوسبة الفائقة في تاريخ الكمبيوتر؟

قصة الحوسبة الفائقة بدأت منذ عقود عديدة. ال أول حاسوب خارق وُلدت عندما أراد العلماء والمهندسون العسكريون الأوائل المزيد من السرعة. سيمور كراي كان شخصية أسطورية في هذا العصر المبكر. قام بتصميم الشهير سي دي سي 6600 أثناء العمل في شركة مراقبة البيانات. يطلق العديد من المؤرخين على سي دي سي 6600 نقطة الانطلاق الحقيقية للحديث تكنولوجيا الكمبيوتر.

قبل وصول تلك الآلة، كانت هناك مشاريع أخرى مثل آي بي إم 7030 موجود. على وجه التحديد، آي بي إم 7030 تمتد حاولوا تجاوز حدود ما يمكن أن تفعله الآلة. ومع ذلك، سيمور كراي استخدم تصميمات تبريد ذكية وأسلاكًا كثيفة لجعل جهازه أسرع بكثير. في وقت مبكر استخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة أنماط أسلاك فريدة لتقليل تأخير الإشارة بين الأجزاء. لقد كانت مختلفة تمامًا عن أي شيء آخر تم بناؤه في ذلك الوقت.

في تلك الأيام الأولى، كانت سرعة الآلة تُقيَّم في بعض الأحيان ببساطة مليون تعليمات في الثانية. هذا يبدو بطيئا بشكل لا يصدق اليوم! الآن، حديث منظمة العفو الدولية النماذج تتطلب أكثر من ذلك بكثير. لكن تلك الأيام الأولى مهدت الطريق. لقد أثبتوا أن البشر يمكنهم بناء آلات ضخمة للتعامل مع الرياضيات المجنونة.

لماذا تختلف أجهزة الكمبيوتر العادية عن أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء؟

فكر في الجهاز الموجود على مكتبك الآن. سطح مكتب قياسي أو عمل تجاري كمبيوتر محمول 16 بوصة DS160N95 رائع للعمل اليومي. أجهزة الكمبيوتر العادية عادة ما يكون لها رئيسي واحد المعالج. قد يكون لديهم حفنة من نوى وحدة المعالجة المركزية. لكن أ كمبيوتر عالي الأداء هو وحش مختلف تمامًا.

أساسية نظام الكمبيوتر يتعامل مع مهام شخص واحد في وقت واحد. قد يستخدم معيارًا نظام التشغيل مثل ويندوز أو أندرويد. وفي المقابل، آلات بحثية ضخمة تحتوي على عشرات الآلاف من الأجزاء. لديهم عشرات الآلاف من العقد العمل في وقت واحد. عندما تكتب على كمبيوتر محمول، إنه شعور سريع جدًا بالنسبة لك. لكنها لا تستطيع إدارة عالمية منظمة العفو الدولية محاكاة أو نموذج الجينوم البشري.

كل يومك أجهزة الكمبيوتر الشخصية تم تصميمها بتكلفة منخفضة وقابلية للحمل وحرارة منخفضة. يجب على المنشأة العملاقة أن تدير الأمور بعناية شديدة استهلاك الطاقة. معيار كمبيوتر محمول يرشف طاقة البطارية ببطء. منشأة بيانات ضخمة تستخدم طاقة كافية لإضاءة مدينة صغيرة!

• الكمبيوتر المحمول: وحدة معالجة مركزية واحدة، ذاكرة وصول عشوائي (RAM) سعة 8-16 جيجابايت، تعمل بالبطارية، مصممة لمستخدم واحد.
• الحاسوب العملاق: تحتاج الملايين من النوى، أي بيتابايت من ذاكرة الوصول العشوائي، إلى محطة طاقة مصممة لمجموعات البيانات الضخمة.

كيف تعمل المعالجة المتوازية على تحسين مجموعة الكمبيوتر؟

ولجعل الآلات أسرع، يربط المهندسون الآلاف منها معًا. يؤدي هذا إلى إنشاء شبكة عملاقة تسمى أ الكتلة. داخل أ الكتلةيجب أن تتحدث الأجزاء بسرعة. يستخدمون سرعة خاصة ربط نظام الكابل. وهذا يساعد على تحسين تدفق البيانات بين جميع الأجزاء.

المهندسين استخدام المعالجة المتوازية لتقسيم عبء العمل. في الأساس، الحوسبة الفائقة هي شكل من أشكال من معالجة متوازية. إنه يقسم العمل الضخم إلى أجزاء صغيرة. ثم، مئات أو آلاف من الرقائق تحل تلك البتات في نفس الوقت بالضبط. هذه الفكرة البسيطة التوازي هو ما يجعل السحر يحدث. فكر في الأمر مثل طهي وجبة عملاقة: يستغرق طاهٍ واحد وقتًا طويلاً، لكن مائة طاهٍ يعملون معًا ينهون الأمر في دقائق.

الكلمة تُستخدم الحوسبة الفائقة أحيانًا بشكل مترادف مع HPC (الحوسبة عالية الأداء). لإدارة الثقيلة عبء العمل، يجب أن يكون برنامج التحكم ذكيًا جدًا. اليوم، منظمة العفو الدولية تم تصميم البرامج لتنتشر بشكل مثالي عبر نطاق الكتلة. هذه التقنية تسمى معالجة متوازية على نطاق واسع. أنه يعطي النظام برمته لا يصدق الإنتاجية والكفاءة.

كيف سيتخطى الذكاء الاصطناعي حدود القوة الحاسوبية؟

اليوم، منظمة العفو الدولية هو المحرك الأكبر لصناعة التكنولوجيا. تدريب جديد منظمة العفو الدولية يتطلب كمية هائلة من حساب. هناك محددة المشاكل التي تتطلب الرياضيات المتطرفة لحلها. ال الحسابات المعقدة والكبيرة المستخدمة بواسطة الشبكات العصبية مذهلة. في الواقع، العمليات الحسابية الكبيرة التي تستخدمها أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم تقريبًا في الغالب منظمة العفو الدولية بحث.

للتعامل مع هذا الثقيلة الحسابية التحميل، والرقائق القياسية ليست كافية. نحن نعتمد عليه بشكل كبير وحدات معالجة الرسومات أو وحدات معالجة الرسومات. أ الرسم الشريحة مثالية تمامًا لـ منظمة العفو الدولية. يقوم بحل العديد من المسائل الحسابية البسيطة في نفس الوقت. الشركات مثل إنتل وتقوم Nvidia ببناء أجزاء محددة لهذا السبب فقط.

هذه منظمة العفو الدولية تعمل المهام على تحسين الأدوات التي تشتريها كل يوم. على سبيل المثال، تتميز الكاميرا الذكية في موقعناتابلت 10.1 بوصة X12 برو الاعتماد على منظمة العفو الدولية النماذج التي تم تدريبها في الأصل على الآلات الضخمة. لا يصدق قوة المعالجة من منشأة عملاقة تجعل جهازك اللوحي الصغير في النهاية أكثر ذكاءً وأكثر فائدة.

الحوسبة السحابية مقابل الحوسبة عالية الأداء المحلية: ما الذي يفوز بالذكاء الاصطناعي واسع النطاق؟

ليس كل شخص لديه المال لشراء منشأة خادم عملاقة. هذا هو المكان بالضبط الحوسبة السحابية خطوات في. الحوسبة السحابية يتيح للشركات استئجار الطاقة عبر الإنترنت. تحصل الحوسبة عالية الأداء دون الحاجة إلى بناء غرفة عملاقة وصاخبة مليئة بالخوادم.

ل على نطاق واسع منظمة العفو الدولية المشاريع، السحابة مذهلة. يمكنك استئجار شريحة صغيرة من أسرع كمبيوتر خارق في العالم لبضع ساعات فقط. ال الحوسبة عالية الأداء وقد تبنى العالم هذه الفكرة بشكل كامل. يجعل HPC في متناول العلامات التجارية والمدارس الصغيرة.

ومع ذلك، لا يزال امتلاك الأجهزة المحلية أمرًا مهمًا بالنسبة للبعض. لا يمكن لبعض البيانات الآمنة للغاية أن تنتقل إلى السحابة العامة. لذا، تقوم الشركات ببناء سياراتها المصغرة الخاصة بها HPC غرف. سواء كنت تستأجره عبر الإنترنت أو تشتريه، فأنت بحاجة إلى مساحة ضخمة حساب الموارد للبقاء قادرة على المنافسة في يومنا هذا منظمة العفو الدولية سباق.

"لقد أضفت السحابة طابعًا ديمقراطيًا على الوصول إلى قوة الحوسبة الفائقة. والآن، يمكن لأي شركة ناشئة تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي."

كيف يتغير التنبؤ بالطقس بفضل الحوسبة الفائقة؟

إحدى حالات الاستخدام الكلاسيكية للآلات الضخمة هي التنبؤ بالطقس. يمكن استخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة للتنبؤ بالعواصف الشديدة والتغيرات المناخية. وكالات مثل الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي الاعتماد عليهم بشكل كبير. إنهم يستوعبون مليارات نقاط البيانات من الأقمار الصناعية كل يوم.

إنهم يستخدمون هذا المحيط من البيانات بدقة محاكاة الجو. ومن خلال القيام بذلك، يمكنهم التنبؤ الأحداث الجوية المتطرفة قبل أيام من حدوثها. أنها توفر في الوقت الحقيقي تحذيرات تنقذ الأرواح والممتلكات. وهذا يتطلب القيام بعمليات حسابية معقدة ملايين المرات في الثانية الواحدة.

ال الحسابية نماذج الطقس تشبه إلى حد كبير منظمة العفو الدولية نماذج. كلاهما يحتاج إلى كميات هائلة من البيانات للتعلم. واحد الحساب قد لا يستغرق وقتا طويلا لوضعه الطبيعي كمبيوتر. لكن القيام بالمليارات منها في وقت واحد يتطلب قوة جادة ومخلصة.

ما هو دور الحواسيب العملاقة ذات الأغراض الخاصة في الذكاء الاصطناعي؟

في بعض الأحيان، لا تكون الآلة العامة هي الأداة الأفضل لهذه المهمة. هذا عندما أجهزة الكمبيوتر العملاقة ذات الأغراض الخاصة تألق. لقد تم بناؤها من الألف إلى الياء لوظيفة واحدة محددة. هم مصممة للتشغيل نوع واحد محدد من الحساب بشكل مثالي، دون إهدار الطاقة في أي شيء آخر.

على سبيل المثال، يقوم الباحثون ببناء آلات للدراسة فقط ميكانيكا الكم. الجسدية الهندسة المعمارية تم ضبطه حصريًا لهذا العلم الدقيق. في منظمة العفو الدولية في العالم، تقوم الشركات ببناء شرائح مخصصة للشبكات العصبية فقط. هذه ليست كذلك أجهزة الكمبيوتر العادية التي تقوم بتشغيل متصفح أو معالج النصوص.

ولأنهم يركزون بالكامل على شيء واحد، فهم فعالون بشكل لا يصدق. يمكن أن يكونوا كذلك بسهولة 10 مرات أسرع في تلك الوظيفة الواحدة من الآلة العامة. إنهم لا يهدرون الطاقة في كل يوم نظام التشغيل. إنهم يقومون فقط بسحق الأرقام التي تم تصميمها لمعالجتها. هذا أداء عالي يسمح بحدوث اختراقات في منظمة العفو الدولية التي كانت مستحيلة قبل عقد من الزمن.

هل سيتناسب الكمبيوتر العملاق يومًا ما مع جهاز كمبيوتر محمول؟

التكنولوجيا تتقلص دائمًا بمرور الوقت. جدا أسرع كمبيوتر خارق منذ عشرين عامًا بالكاد كان يتمتع بقوة الهاتف الذكي الحديث. لذلك، هل سيتناسب عمالقة اليوم في نهاية المطاف مع صغير كمبيوتر محمول؟ الجواب هو نعم ولا.

أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحديثة ضخمة جسديا. على سبيل المثال، تصل بعض الآلات إلى مستوى مذهل السرعة 442 بيتافلوب. (أ بيتافلوبس هو واحد كوادريليون عمليات الفاصلة العائمة في الثانية الواحدة). أنت ببساطة لن تناسب الكثير من الحرارة والطاقة في غرفة واحدة كمبيوتر محمول في أي وقت قريب! جهاز مثلنا كمبيوتر محمول متين مقاس 14.1 بوصة DS141 صعبة للغاية، لكنها لا تستطيع التعامل مع ميغاواط استهلاك الطاقة اللازمة لذلك.

ومع ذلك، المعالج داخل منزلك كمبيوتر سوف تستمر في التحسن. واحد الأساسية اليوم كثير مرات أسرع من الحواسيب المركزية القديمة. لدينا الآن أجزاء من إنتل التي تنافس غرف الخوادم بأكملها من التسعينيات. مستقبلك كمبيوتر محمول سوف تتعامل مع المحلية منظمة العفو الدولية المهام بسهولة لا تصدق.

كيف سيبدو مجال الذكاء الاصطناعي الحسابي غدًا؟

المثيرة المجال الحسابي العلم يمتزج تماما مع منظمة العفو الدولية. نرى أنظمة عملاقة تعمل في أماكن مثل مختبر لوس ألاموس الوطني و مختبر أوك ريدج الوطني. إنهم يدفعون باستمرار الحدود المطلقة لما أ كمبيوتر يمكن القيام به.

سوف تمتزج الآلات المستقبلية بسلاسة مع الوضع الطبيعي وحدات المعالجة المركزية مع التكنولوجيا الجديدة. سنرى المزيد من التخصص أجهزة الكمبيوتر ناقلات يتم استخدامها. أ ناقلات تعتبر الرقاقة رائعة لأنواع محددة من الرياضيات منظمة العفو الدولية يحب. سوف يستخدمون معالجة متوازية على نطاق واسع لتدريب منظمة العفو الدولية حتى أسرع من اليوم.

القمة أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم سوف تستمر في كسر سجلات السرعة الجديدة. قريبا سنتحدث عن exaflops بدلا من بيتافلوبس. وكل هذا الحسابية سوف تتدفق القوة إلينا في النهاية. وسوف تجعل كل كمبيوتر نستخدم — بدءًا من الخوادم الموجودة في السحابة وحتى الجهاز اللوحي الذي بين يديك — أفضل وأسرع وأكثر ذكاءً.

ملخص

بينما ننظر إلى القفزات المذهلة في حساب التكنولوجيا، فمن الواضح أن المعالجة الضخمة تشكل مستقبلنا. من التدريب المتقدم منظمة العفو الدولية للتنبؤ بالطقس، تعد الأجهزة المتطرفة العمود الفقري غير المرئي للحياة الحديثة.

• A الكمبيوتر العملاق هو ضخم كمبيوتر بنيت لتشغيل الرياضيات المعقدة بسرعة كبيرة.
• الأداء في الغالب تقاس بعمليات الفاصلة العائمة لكل والثاني المعروف ب بالتخبط.
• منظمة العفو الدولية يعتمد بشكل كبير على الحسابية الطاقة المقدمة من وحدات معالجة الرسومات (وحدات معالجة الرسومات).
• مرافق حديثة استخدام المعالجة المتوازية لتقسيم مهمة كبيرة عبر مئات أو آلاف من الرقائق.
• الحوسبة السحابية يجعل الحوسبة عالية الأداء في متناول الشركات الصغيرة.
• ال المجال الحسابي يستمر العلم في النمو، مدفوعًا بالمختبرات والجديد المعالج التصاميم.