Тэхналогіі развіваюцца неверагодна хутка. Магчыма, сёння вы купляеце стандартныя планшэты або просты ноўтбук для школьнага акругі. Аднак сапраўднае чараўніцтва будучыні адбываецца далёка ў вялізных цэнтрах апрацоўкі дадзеных. Гіганцкія машыны апрацоўваюць горы інфармацыі, каб зрабіць нашу штодзённую электроніку разумнейшай і хутчэйшай. Гэта паведамленне тлумачыць, як велізарная вылічальная магутнасць і штучны інтэлект фарміруюць гаджэты, на якія мы ўсе разлічваем. Чытайце далей, каб убачыць, як спажывецкае абсталяванне заўтрашняга дня распрацоўваецца сучаснымі самымі перадавымі сістэмамі.

Што такое суперкампутар і як ён працуе?

A суперкампутар гэта, па сутнасці, высока магутны кампутар. Гэта канкрэтна прызначаны для запуску масавыя задачы. Гэта можа лёгка вырашаць складаныя задачы што звычайная машына проста не справіцца. Калі інжынеры вымяраюць прадукцыйнасць суперкампутара, яны не глядзяць на стандартныя тактавыя частоты, як на хатнім ПК. Замест гэтага яго хуткасць вымяраецца ў аперацыях з плаваючай коскай за другі. Мы звычайна называем гэта a флоп.

Каб дасягнуць гэтага неверагоднага ўзровень прадукцыйнасці, адзіночны можа змяшчаць суперкампутар дзесяткі тысяч працэсараў. Гэтыя маленькія часткі вельмі цесна ўзаемадзейнічаюць, каб дзейнічаць як адзін гіганцкі мозг. Масіўны зроблены суперкампутары меншых фізічных частак, якія ёсць згрупаваныя ў вылічальныя вузлы. Гэтыя вылічальныя вузлы вырашаць малюсенькія кавалачкі велізарнай галаваломкі ў той жа час. Яны апрацоўваюць трыльёны разлікаў у секунду з галавакружнай хуткасцю.

Гэты масавы вылічваць магутнасць абсалютна жыццёва важная для сучаснага AI. Будзь то прагназаванне тэндэнцый пакупак або навучанне разумных галасавых памочнікаў, AI патрабуе велізарных рэсурсаў. Суперкампутары таксама выкарыстоўваецца для тэставання дызайну праграмнага і апаратнага забеспячэння, якое ў канчатковым выніку трапляе на спажывецкія прылады. Кожны новы планшэт або смартфон выйграе ад цяжкай працы, якую выконвае a суперкампутар задоўга да таго, як тавар трапіць на прылаўкі.

Як з'явіліся суперкамп'ютары ў гісторыі кампутараў?

Гісторыя в суперкампутары пачалося шмат дзесяцігоддзяў таму. The першы суперкампутар нарадзіўся, калі першыя навукоўцы і ваенныя інжынеры жадалі большай хуткасці. Сеймур Крэй быў легендарнай асобай у гэтую раннюю эпоху. Ён сканструяваў знакаміты CDC 6600 падчас працы на Control Data Corporation. Многія гісторыкі называюць CDC 6600 сапраўдная адпраўная кропка сучаснага кампутарныя тэхналогіі.

Да з'яўлення гэтай машыны іншыя праекты, падобныя на IBM 7030 існаваў. У прыватнасці, IBM 7030 Stretch паспрабаваў пашырыць межы таго, што можа зрабіць машына. аднак, Сеймур Крэй выкарыстаў разумныя канструкцыі астуджэння і шчыльную праводку, каб зрабіць сваю машыну значна хутчэйшай. Ранні выкарыстанне суперкампутараў унікальныя схемы праводкі для памяншэння затрымкі сігналу паміж часткамі. Яны значна адрозніваліся ад усяго, што было пабудавана ў той час.

У тыя першыя дні хуткасць машыны часам проста ацэньвалася мільёнаў інструкцый у секунду. Сёння гэта здаецца неверагодна павольным! Цяпер, сучасны AI мадэлі патрабуюць значна большага. Але тыя першыя дні заклалі глебу. Яны даказалі, што людзі могуць ствараць вялізныя машыны, каб справіцца з вар'яцкай матэматыкай.

Чаму звычайныя кампутары адрозніваюцца ад высокапрадукцыйных?

Падумайце пра прыладу, якая зараз знаходзіцца на вашым стале. Стандартны працоўны стол або бізнес 16-цалевы ноўтбук DS160N95 выдатна падыходзіць для штодзённай працы. Звычайныя кампутары звычайна маюць адну асноўную працэсар. Іх можа быць жменька Ядра працэсара. Але а высокапрадукцыйны кампутар гэта зусім іншы звер.

Базавы кампутарная сістэма адначасова выконвае задачы аднаго чалавека. Ён можа выкарыстоўваць стандарт аперацыйная сістэма як Windows або Android. У адрозненне ад масавых даследчых машын змяшчае дзесяткі тысяч частак. Яны маюць дзесяткі тысяч вузлоў працуе адразу. Калі вы ўводзіце на a ноўтбук, гэта здаецца вам вельмі хуткім. Але ён не можа працаваць у глабальным маштабе AI мадэляванне або мадэляванне геному чалавека.

Ваш кожны дзень персанальныя кампутары створаны для нізкай кошту, мабільнасці і нізкага цяпла. Гіганцкі аб'ект павінен старанна кіраваць экстрымам спажываная магутнасць. Стандарт ноўтбук павольна спажывае зарад батарэі. Велізарны аб'ект перадачы дадзеных выкарыстоўвае дастаткова энергіі, каб асвятліць невялікі горад!

• Ноўтбук: 1 ЦП, 8-16 ГБ аператыўнай памяці, працуе ад акумулятара, створаны для 1 карыстальніка.
• Суперкампутар: Мільёны ядраў, петабайт аператыўнай памяці патрабуюць электрастанцыі, створанай для велізарных набораў даных.

Як паралельная апрацоўка аптымізуе кампутарны кластар?

Каб зрабіць машыны больш хуткімі, інжынеры злучаюць тысячы іх разам. Гэта стварае гіганцкую сетку пад назвай a кластар. Унутры а кластар, часткі павінны размаўляць хутка. Выкарыстоўваюць спецыяльную, хуткасную ўзаемасувязь кабельная сістэма. Гэта дапамагае аптымізаваць паток дадзеных паміж усімі часткамі.

Інжынеры выкарыстоўваць паралельную апрацоўку каб падзяліць нагрузку. у асноўным, суперкампутары - гэта форма з паралельная апрацоўка. Ён разбівае велізарную працу на драбнюткія часткі. Потым, сотні ці тысячы фішак вырашаюць гэтыя біты адначасова. Гэтая простая ідэя паралелізм гэта тое, што робіць чараўніцтва. Успрымайце гэта як прыгатаванне гіганцкай стравы: адзін шэф-кухар займае шмат часу, але сотня кухараў, якія працуюць разам, скончваюць за некалькі хвілін.

Слова суперкампутары часам выкарыстоўваюцца як сінонімы з HPC (высокапрадукцыйныя вылічэнні). Кіраваць цяжкім нагрузка, праграмнае забеспячэнне для кіравання павінна быць вельмі разумным. Сёння, AI праграмы створаны для ідэальнага распаўсюджвання па а кластар. Гэтая методыка называецца масавая паралельная апрацоўка. Гэта робіць усю сістэму неверагоднай прапускная здольнасць і эфектыўнасць.

Як ШІ рассуне межы вылічальнай магутнасці?

Сёння, AI з'яўляецца найбуйнейшым рухавіком індустрыі тэхналогій. Навучанне па-новаму AI патрабуецца велізарная колькасць вылічэнне. Ёсць спецыфічныя праблемы, якія патрабуюць экстрэмальная матэматыка для вырашэння. The выкарыстоўваюцца складаныя і вялікія разлікі з дапамогай нейронных сетак ашаламляюць. На самай справе, вялікія вылічэнні, якія выкарыстоўваюцца суперкампутарамі сёння амаль у асноўным за AI даследаванні.

Справіцца з гэтым цяжкім вылічальны нагрузкі, стандартных чыпаў проста недастаткова. Мы моцна разлічваем на блокі апрацоўкі графікі або Графічныя працэсары. А графічны чып ідэальна падыходзіць для AI. Ён выконвае шмат простых матэматычных задач адначасова. Кампаніі, як Intel і Nvidia стварае пэўныя часткі толькі па гэтай прычыне.

Гэтыя AI заданні паляпшаюць гаджэты, якія вы купляеце кожны дзень. Напрыклад, функцыя разумнай камеры ў нашым10,1-цалевы планшэт X12 Pro спадзявацца на AI мадэлі, якія першапачаткова навучаліся на масіўных машынах. Неверагоднае вылічальная магутнасць гіганцкага аб'екта ў канчатковым выніку робіць ваш маленькі планшэт разумнейшым і больш карысным.

Воблачныя вылічэнні супраць лакальных HPC: што выйграе для буйнамаштабнага штучнага інтэлекту?

Не ва ўсіх ёсць грошы, каб купіць гіганцкі сервер. Гэта менавіта дзе хмарныя вылічэнні крокі ў. Воблачныя вылічэнні дазваляе кампаніям арандаваць магутнасць праз Інтэрнэт. Вы атрымліваеце высокапрадукцыйныя вылічэнні без неабходнасці будаваць гіганцкую, шумную пакой, поўную сервераў.

Для буйнамаштабны AI праектаў, воблака дзіўна. Вы можаце ўзяць напракат невялікі кавалачак самы хуткі ў свеце суперкампутар усяго на некалькі гадзін. The высокапрадукцыйныя вылічэнні свет цалкам прыняў гэтую ідэю. Гэта робіць HPC даступны для невялікіх брэндаў і школ.

Аднак валоданне мясцовым абсталяваннем для некаторых па-ранейшаму мае значэнне. Некаторыя вельмі бяспечныя даныя не могуць перайсці ў публічнае воблака. Такім чынам, кампаніі будуюць свае ўласныя міні HPC пакоі. Незалежна ад таго, бярэце вы яго ў арэнду ў інтэрнэце або купляеце, вам патрэбна маса вылічваць рэсурсаў, каб заставацца канкурэнтаздольнымі ў сучасных умовах AI раса.

«Воблака дэмакратызавала доступ да надзвычайнай вылічальнай магутнасці. Цяпер любы стартап можа навучыць мадэль штучнага інтэлекту».

Як змяняецца прагноз надвор'я дзякуючы суперкампутарам?

Адзін класічны варыянт выкарыстання масіўных машын прагноз надвор'я. Можна выкарыстоўваць суперкампутары прадказваць моцныя штормы і змены клімату. Такія агенцтвы, як Нацыянальнае ўпраўленне акіянічных і атмасферных даследаванняў у значнай ступені спадзявацца на іх. Яны кожны дзень забіраюць мільярды дадзеных са спадарожнікаў.

Яны дакладна выкарыстоўваюць гэты акіян дадзеных імітаваць атмасфера. Робячы гэта, яны могуць прадказаць экстрэмальныя пагодныя з'явы дзён да таго, як яны адбудуцца. Яны забяспечваюць у рэжыме рэальнага часу папярэджанні, якія ратуюць жыццё і маёмасць. Гэта патрабуе выканання складанай матэматыкі мільёны разоў у секунду.

The вылічальны мадэлі для надвор'я вельмі падобныя на AI мадэлі. Ім абодвум патрэбны велізарныя аб'ёмы дадзеных для навучання. Адзіны разлік можа не спатрэбіцца шмат часу для нармальнага кампутар. Але выкананне мільярдаў з іх адначасова патрабуе сур'ёзнай адданай сілы.

Якая роля суперкампутараў спецыяльнага прызначэння ў ІІ?

Часам звычайная машына проста не лепшы інструмент для працы. Гэта калі суперкампутары спецыяльнага прызначэння бляск. Яны створаны з нуля для адной канкрэтнай працы. Яны ёсць прызначаны для запуску адзін дакладны тып разлік выдатна, не марнуючы энергію ні на што іншае.

Напрыклад, даследчыкі ствараюць машыны толькі для вывучэння квантавай механікі. Фізічны архітэктуры настроены выключна на гэтую дакладную навуку. У в AI У свеце кампаніі ствараюць індывідуальныя чыпы толькі для нейронавых сетак. Гэта не так звычайныя кампутары якія запускаюць браўзер або тэкставы працэсар.

Паколькі яны сканцэнтраваны выключна на адным, яны неверагодна эфектыўныя. Яны лёгка могуць быць 10 разоў хутчэй на адной працы, чым на звычайнай машыне. Яны не марнуюць сілы на паўсядзённыя справы аперацыйная сістэма. Яны проста падводзяць лічбы, для якіх створаны. гэта высокая прадукцыйнасць дазваляе прарывы ў AI што было немагчыма дзесяць гадоў таму.

Ці змесціцца аднойчы суперкампутар у ноўтбук?

Тэхналогія заўсёды змяншаецца з часам. Самае самы хуткі суперкампутар дваццаць гадоў таму ледзь меў магутнасць сучаснага смартфона. Такім чынам, ці змесцяцца ў рэшце рэшт сённяшнія гіганты ў малым ноўтбук? Адказ і так, і не.

Сучасныя суперкампутары фізічна масіўныя. Напрыклад, некаторыя машыны дасягаюць ашаламляльнага духу хуткасць 442 петафлопс. (А петафлопс складае адзін квадрыльён аперацый з плаваючай кропкай у секунду). Вы проста не змесціце столькі цяпла і энергіі ў a ноўтбук у бліжэйшы час! Такі апарат, як наш 14,1-цалевы надзейны ноўтбук DS141 надзвычай трывалы, але ён не можа вытрымаць мегават спажываная магутнасць неабходны для гэтага.

Аднак, ст працэсар у вашым доме кампутар будзе станавіцца значна лепш. Адзіны ядро сёння шмат разы хутчэй чым старыя мэйнфрэймы. Цяпер у нас ёсць запчасткі ад Intel якія канкуруюць з цэлымі сервернымі пакоямі 1990-х гадоў. Ваша будучыня ноўтбук будзе апрацоўваць мясцовыя AI заданні з неверагоднай лёгкасцю.

Як выглядае сфера вылічальнага штучнага інтэлекту заўтра?

Захапляльны галіне выліч навука цалкам спалучаецца з AI. Мы бачым гіганцкія сістэмы, якія працуюць у такіх месцах, як Нацыянальная лабараторыя Лос-Аламоса і Нацыянальная лабараторыя Ок-Рыджа. Яны пастаянна рассоўваюць абсалютныя межы таго, што а кампутар можа зрабіць.

Будучыя машыны будуць плаўна спалучацца са звычайным цэнтральныя працэсары з новай тэхнікай. Мы ўбачым больш спецыялізаваныя вектарныя кампутары выкарыстоўваецца. А вектар чып выдатна падыходзіць для пэўных тыпаў матэматыкі, якія AI любіць. Яны будуць выкарыстоўваць масавая паралельная апрацоўка трэніравацца AI нават хутчэй, чым сёння.

Верх суперкампутараў у свеце будзе працягваць біць новыя рэкорды хуткасці. Неўзабаве мы пагаворым пра экзафлопс петафлопс. І ўсё гэта вылічальны улада ў рэшце рэшт перацячэ да нас. Гэта зробіць кожны кампутар мы выкарыстоўваем — ад сервераў у воблаку да планшэта ў вашых руках — лепш, хутчэй і значна разумней.

Рэзюмэ

Калі мы глядзім на неверагодныя скачкі ў вылічваць тэхналогіі, відавочна, што масавая апрацоўка фарміруе нашу будучыню. З навучання прасунуты AI да прагназавання надвор'я, экстрэмальная апаратура з'яўляецца нябачнай асновай сучаснага жыцця.

• A суперкампутар з'яўляецца масіўным кампутар створаны для вельмі хуткага выканання складанай матэматыкі.
• Прадукцыйнасць у асноўным вымяраецца ў аперацыях з плаваючай коскай за другі, вядомы як а флоп.
• AI у значнай ступені абапіраецца на вылічальны магутнасць забяспечваецца блокі апрацоўкі графікі (графічныя працэсары).
• Сучаснае абсталяванне выкарыстоўваць паралельную апрацоўку падзяліць вялікую працу сотні ці тысячы чыпсаў.
• Воблачныя вылічэнні робіць высокапрадукцыйныя вылічэнні даступны для малога бізнесу.
• The галіне выліч навука працягвае развівацца, падштурхоўваючы наперад лабараторыі і новыя працэсар канструкцыі.