Tehnologija se kreće neverovatno brzo. Možda danas kupujete standardne tablete ili osnovni laptop za školski okrug. Međutim, prava magija budućnosti dešava se daleko u ogromnim data centrima. Divovske mašine obrađuju planine informacija kako bi našu svakodnevnu elektroniku učinile pametnijom i bržom. Ovaj post objašnjava kako ogromna računarska snaga i AI oblikuju gadgete na koje se svi oslanjamo. Čitajte dalje da vidite kako se današnji potrošački hardver dizajnira od strane najnaprednijih sistema današnjice.

Šta je zapravo superkompjuter i kako on računa?

A superkompjuter je u suštini visoko moćan računar. To je konkretno dizajniran za trčanje masivni zadaci. Može lako rješavaju složene probleme da normalna mašina jednostavno ne može da podnese. Kada inženjeri mjere performanse superkompjutera, ne gledaju na standardne brzine takta kao na kućnom računaru. Umjesto toga, njegova brzina je mjereno u operacijama s pomičnim zarezom po drugo. Ovo obično nazivamo a flop.

Da dostigne ovo neverovatno nivo performansi, single superkompjuter može sadržati desetine hiljada procesora. Ovi mali dijelovi vrlo blisko rade zajedno kako bi djelovali kao jedan divovski mozak. Masivno prave se superkompjuteri manjih fizičkih komada koji su grupisane u računarske čvorove. Ove računarski čvorovi uhvatite se u koštac sa sitnim dijelovima ogromne slagalice u isto vrijeme. Oni obrađuju trilione kalkulacije u sekundi vrtoglavom brzinom.

Ova masivna compute snaga je apsolutno vitalna za modernu AI. Bilo da predviđate trendove kupovine ili obučavate pametne glasovne asistente, AI potrebna su ogromna sredstva. Superkompjuteri su takođe koristi se za testiranje softverskih i hardverskih dizajna koji na kraju dolaze na potrošačke uređaje. Svaki novi tablet ili pametni telefon ima koristi od teškog dizanja koje obavlja a superkompjuter mnogo prije nego što proizvod stigne na police.

Kako je superračunanje počelo u istoriji računara?

Priča o superkompjuterstvo započeto pre mnogo decenija. The prvi superkompjuter rođen je kada su rani naučnici i vojni inženjeri želeli veću brzinu. Seymour Cray bio je legendarna ličnost u ovoj ranoj eri. Dizajnirao je poznate CDC 6600 dok radi na Control Data Corporation. Mnogi istoričari nazivaju CDC 6600 prava polazna tačka modernog kompjuterska tehnologija.

Prije nego što je ta mašina stigla, drugi projekti poput IBM 7030 postojao. Konkretno, the IBM 7030 Stretch pokušao da pomeri granice onoga što mašina može da uradi. međutim, Seymour Cray koristio je pametan dizajn hlađenja i gusto ožičenje kako bi svoju mašinu učinio mnogo bržom. Rano koriste superkompjuteri jedinstveni obrasci ožičenja za smanjenje kašnjenja signala između dijelova. Bili su znatno drugačiji od bilo čega drugog izgrađenog u to vrijeme.

U tim ranim danima, brzina mašine se ponekad jednostavno ocjenjivala milion instrukcija u sekundi. To danas izgleda neverovatno sporo! Sada, moderno AI modeli zahtevaju mnogo više od toga. Ali ti prvi dani postavili su pozornicu. Dokazali su da ljudi mogu da naprave ogromne mašine za rukovanje ludom matematikom.

Zašto se obični računari razlikuju od računara visokih performansi?

Razmislite o uređaju koji trenutno stoji na vašem stolu. Standardni desktop ili poslovni Laptop od 16 inča DS160N95 odličan je za svakodnevni rad. Obični kompjuteri obično imaju jednu glavnu procesor. Možda imaju pregršt CPU jezgra. Ali a računar visokih performansi je potpuno drugačija zvijer.

Osnovno kompjuterski sistem bavi se zadacima jedne osobe u isto vrijeme. Možda koristi standard operativni sistem kao Windows ili Android. Nasuprot tome, masivne istraživačke mašine sadrže desetine hiljada dijelova. Imaju desetine hiljada čvorova radeći odjednom. Kada kucate na a laptop, čini vam se vrlo brzo. Ali ne može pokrenuti globalno AI simulaciju ili modeliranje ljudskog genoma.

Tvoja svakodnevica personalni računari napravljeni su za nisku cijenu, prenosivost i nisku toplinu. Gigantski objekat mora pažljivo upravljati ekstremnim potrošnja energije. Standard laptop polako troši bateriju. Ogromna baza podataka koristi dovoljno energije da osvijetli mali grad!

• Laptop: 1 CPU, 8-16 GB RAM-a, radi na bateriju, napravljen za 1 korisnika.
• superkompjuter: Milioni jezgara, petabajta RAM-a, trebaju elektranu, napravljenu za ogromne skupove podataka.

Kako paralelna obrada optimizuje klaster računara?

Da bi mašine bile brže, inženjeri ih povezuju na hiljade. Ovo stvara ogromnu mrežu nazvanu a klaster. Unutrašnjost a klaster, dijelovi moraju brzo govoriti. Koriste specijalne, velike brzine interconnect kablovski sistem. Ovo pomaže da se optimizirati protok podataka između svih dijelova.

Inženjeri koristiti paralelnu obradu da podijelite opterećenje. u osnovi, superkompjuterstvo je oblik of paralelna obrada. To razbija ogroman posao na male komadiće. onda, stotine ili hiljade čipova rješavaju te bitove u isto vrijeme. Ova jednostavna ideja o paralelizam je ono što čini magiju. Zamislite to kao kuvanje ogromnog obroka: jednom kuvaru je potrebno mnogo vremena, ali sto kuvara koji rade zajedno završavaju za nekoliko minuta.

Riječ superkompjuterstvo se ponekad koristi kao sinonim sa HPC (računanje visokih performansi). Za upravljanje teškim opterećenje, upravljački softver mora biti vrlo pametan. danas, AI programi su napravljeni da se savršeno rasporede po a klaster. Ova tehnika se zove masovna paralelna obrada. Čitav sistem daje nevjerovatnim propusnost i efikasnost.

Kako će AI pomaknuti granice računarske moći?

danas, AI je najveći pokretač tehnološke industrije. Obuka novog AI zahteva ogromnu količinu računanje. Postoje specifične probleme koji zahtevaju ekstremna matematika za rješavanje. The koriste se složeni i veliki proračuni neuronskim mrežama su zapanjujući. U stvari, the velike proračune koje koriste superračunari danas su skoro uglavnom za AI istraživanja.

Da se nosim sa ovim teškim računski opterećenje, standardni čipovi jednostavno nisu dovoljni. Uveliko se oslanjamo na grafičke procesorske jedinice ili GPU-ovi. A grafički čip je apsolutno savršen za AI. U isto vrijeme radi mnogo jednostavnih matematičkih zadataka. Kompanije vole Intel i Nvidia pravi određene dijelove samo iz tog razloga.

Ove AI zadaci poboljšavaju uređaje koje kupujete svaki dan. Na primjer, funkcije pametne kamere u našoj10,1 inčni tablet X12 Pro oslanjati se na AI modeli koji su prvobitno bili obučeni na masivnim mašinama. Nevjerovatno procesorska snaga gigantskog objekta na kraju vaš mali tablet čini pametnijim i korisnijim.

Računarstvo u oblaku naspram lokalnog HPC-a: koji je bolji za AI velikih razmjera?

Nemaju svi novca da kupe ogroman server. Ovo je tačno gde cloud computing ulazi. Cloud computing omogućava kompanijama da iznajmljuju struju preko interneta. Dobiješ računarstvo visokih performansi a da ne morate da gradite ogromnu, bučnu sobu punu servera.

Za velikih razmera AI projekata, oblak je neverovatan. Možete iznajmiti mali komad najbrži superkompjuter na svetu za samo nekoliko sati. The računarstvo visokih performansi svijet je u potpunosti prihvatio ovu ideju. To čini HPC dostupan manjim brendovima i školama.

Međutim, posjedovanje lokalnog hardvera nekima je još uvijek važno. Neki vrlo sigurni podaci ne mogu ići u javni oblak. Dakle, kompanije prave svoje mini mini HPC sobe. Bilo da ga iznajmljujete online ili kupujete, potreban vam je ogroman compute resurse da ostanemo konkurentni u današnjem vremenu AI rase.

"Oblak je demokratizovao pristup ekstremnoj računarskoj snazi. Sada svaki startup može trenirati AI model."

Kako se prognoziranje vremena mijenja zahvaljujući superkompjuterstvu?

Jedan klasični slučaj upotrebe masivnih mašina je vremenska prognoza. Mogu se koristiti superračunari za predviđanje jakih oluja i klimatskih promjena. Agencije poput Nacionalna uprava za okeane i atmosferu u velikoj meri oslanjati na njih. Oni svaki dan unose milijarde podataka sa satelita.

Oni koriste ovaj ocean podataka za precizno simulirati atmosfera. Radeći to, oni mogu predvidjeti ekstremne vremenske prilike dana pre nego što se dogode. Oni pružaju realnom vremenu upozorenja koja spašavaju živote i imovinu. Za to je potrebno uraditi složenu matematiku milione puta u sekundi.

The računski modeli za vremenske prilike su prilično slični AI modeli. Obojici su potrebne ogromne količine podataka za učenje. Samac proračun možda neće trebati dugo za normalno kompjuter. Ali za obavljanje milijardi njih odjednom potrebna je ozbiljna, posvećena snaga.

Koja je uloga superkompjutera posebne namjene u AI?

Ponekad obična mašina jednostavno nije najbolji alat za taj posao. Ovo je kada superračunari posebne namjene sjaj. Izgrađeni su od temelja za jedan specifičan posao. Jesu dizajniran za trčanje jedna tačna vrsta proračun savršeno, bez trošenja energije na bilo šta drugo.

Na primjer, istraživači grade mašine samo da bi proučavali kvantna mehanika. Fizički arhitektura je podešen isključivo za tu tačnu nauku. U AI U svijetu, kompanije grade prilagođene čipove samo za neuronske mreže. Ovo nije redovnim računarima koji pokreću pretraživač ili program za obradu teksta.

Budući da se u potpunosti fokusiraju na jednu stvar, oni su nevjerovatno efikasni. Oni lako mogu biti 10 puta brži u tom jednom poslu od obične mašine. Ne troše energiju na svakodnevicu operativni sistem. Oni samo lome brojeve za koje su stvoreni. Ovo visoke performanse omogućava prodore AI to je bilo nemoguće prije deset godina.

Hoće li superkompjuter jednog dana stati u laptop?

Tehnologija se uvijek smanjuje tokom vremena. Vrlo najbrži superkompjuter od prije dvadeset godina jedva da je imao moć modernog pametnog telefona. Dakle, hoće li se današnji giganti na kraju uklopiti u mali laptop? Odgovor je i da i ne.

Moderni superračunari fizički su masivni. Na primjer, neke mašine dostižu zapanjujuće brzina od 442 petaflopsa. (A petaflops je jedan kvadrilion operacije s pomičnim zarezom u sekundi). Jednostavno nećete stati toliko toplote i energije u jedan laptop uskoro! Uređaj poput našeg 14.1 inch Rugged Laptop DS141 je izuzetno tvrd, ali ne može podnijeti megavate potrošnja energije potrebno za to.

Međutim, the procesor unutar vašeg doma kompjuter biće sve bolje. Samac jezgro danas je mnogo puta brže nego stari mainframe. Sada imamo dijelove od Intel koje su rival čitavim server sobama iz 1990-ih. Tvoja budućnost laptop će se nositi lokalno AI zadatke sa neverovatnom lakoćom.

Kako polje računarske AI izgleda sutra?

Uzbudljivo oblast računarstva nauka se potpuno stapa sa AI. Vidimo kako džinovski sistemi rade na mjestima kao što su Los Alamos National Laboratory i Oak Ridge National Laboratory. Oni stalno pomeraju apsolutne granice onoga što a kompjuter mogu učiniti.

Buduće mašine će se neprimetno mešati normalno centralne procesorske jedinice sa potpuno novom tehnikom. Vidjet ćemo specijalizovanije vektorski računari se koristi. A vektor čip je odličan za određene vrste matematike AI voli. Oni će koristiti masovna paralelna obrada trenirati AI čak i brže nego danas.

Vrh superkompjutera u svetu nastaviće da obara nove brzinske rekorde. Uskoro ćemo govoriti o exaflopsima umjesto o petaflops. I sve ovo računski snaga će na kraju curiti do nas. To će učiniti svaki kompjuter koristimo – od servera u oblaku do tableta u vašoj ruci – bolje, brže i mnogo pametnije.

Rezime

Dok gledamo nevjerovatne skokove compute tehnologije, jasno je da masovna obrada oblikuje našu budućnost. Od obuke napredne AI za predviđanje vremena, ekstremni hardver je nevidljiva okosnica modernog života.

• A superkompjuter je masivna kompjuter napravljen za vrlo brzo pokretanje složene matematike.
• Performanse su uglavnom mjereno u operacijama s pomičnim zarezom po drugo, poznato kao a flop.
• AI u velikoj meri se oslanja na računski snaga koju obezbeđuje grafičke procesorske jedinice (GPU).
• Moderni objekti koristiti paralelnu obradu podijeliti veliki posao stotine ili hiljade čipsa.
• Cloud computing čini računarstvo visokih performansi dostupna manjim preduzećima.
• The oblast računarstva nauka nastavlja da raste, gurana naprijed od strane laboratorija i novih procesor dizajni.