فناوری به طرز باورنکردنی سریع حرکت می کند. ممکن است امروز تبلت های استاندارد یا یک لپ تاپ اصلی را برای یک منطقه مدرسه بخرید. با این حال، جادوی واقعی آینده در مراکز داده عظیم بسیار دور اتفاق می افتد. ماشین‌های غول‌پیکر کوه‌هایی از اطلاعات را پردازش می‌کنند تا وسایل الکترونیکی روزمره ما را هوشمندتر و سریع‌تر کنند. این پست توضیح می‌دهد که چگونه قدرت محاسباتی عظیم و هوش مصنوعی ابزارهایی را که همه ما به آنها متکی هستیم شکل می‌دهند. در ادامه بخوانید تا ببینید چگونه سخت افزار مصرف کننده فردا توسط پیشرفته ترین سیستم های امروزی طراحی می شود.

سوپرکامپیوتر دقیقا چیست و چگونه محاسبه می کند؟

A ابر کامپیوتر is essentially a highly کامپیوتر قدرتمند. به طور خاص است designed to run massive tasks. It can easily solve complex problems that a normal machine simply cannot handle. When engineers measure the performance of a supercomputer، آنها به سرعت ساعت استاندارد مانند شما در رایانه های خانگی نگاه نمی کنند. در عوض سرعت آن است measured in floating-point operations per دوم We commonly call this a فلاپ.

To reach this incredible level of performance، یک مجرد supercomputer can contain tens of thousands of processors. این قطعات کوچک بسیار نزدیک به هم کار می کنند تا به عنوان یک مغز غول پیکر عمل کنند. عظیم ابر رایانه ها ساخته می شوند of smaller physical pieces that are grouped into compute nodes. اینها گره های محاسبه همزمان با تکه های کوچک یک پازل بزرگ مقابله کنید. They process trillions of محاسبات در ثانیه با سرعت سرگیجه آور

این عظیم محاسبه کنید power is absolutely vital for modern هوش مصنوعی. چه پیش‌بینی روند خرید یا آموزش دستیارهای صوتی هوشمند، هوش مصنوعی needs vast resources. ابر رایانه ها نیز هستند برای آزمایش طرح‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری که در نهایت روی دستگاه‌های مصرف‌کننده فرود می‌آیند استفاده می‌شود. هر تبلت یا گوشی هوشمند جدیدی از بلند کردن سنگینی که توسط a ابر کامپیوتر long before the product hits the shelves.

ابرکامپیوتر چگونه در تاریخ کامپیوتر آغاز شد؟

داستان از ابر رایانه started many decades ago. را اولین ابر کامپیوتر زمانی متولد شد که دانشمندان اولیه و مهندسان نظامی خواهان سرعت بیشتر بودند. سیمور کری was a legendary figure in this early era. معروف را طراحی کرد CDC 6600 در حین کار در کنترل شرکت داده. بسیاری از مورخان به آن می گویند CDC 6600 the true starting point of modern تکنولوژی کامپیوتر.

قبل از ورود آن ماشین، پروژه های دیگری مانند آی بی ام 7030 وجود داشته است. به طور خاص، IBM 7030 Stretch تلاش کرد تا مرزهای کاری را که یک ماشین می تواند انجام دهد را کنار بگذارد. با این حال، سیمور کری از طرح های خنک کننده هوشمندانه و سیم کشی متراکم برای سرعت بخشیدن به دستگاه خود استفاده کرد. اوایل استفاده از ابر رایانه ها الگوهای سیم کشی منحصر به فرد برای کاهش تاخیر سیگنال بین قطعات. آنها با هر چیز دیگری که در آن زمان ساخته شده بودند تفاوت زیادی داشتند.

در آن روزهای اولیه، سرعت یک ماشین گاهی اوقات به سادگی در رتبه بندی قرار می گرفت میلیون دستورالعمل در ثانیه. That seems incredibly slow today! حالا، مدرن هوش مصنوعی مدل ها خیلی بیشتر از این نیاز دارند. But those early days set the stage. آنها ثابت کردند که انسان ها می توانند ماشین های عظیمی بسازند تا از پس ریاضیات دیوانه برآیند.

چرا کامپیوترهای معمولی با یک کامپیوتر با کارایی بالا متفاوت هستند؟

به دستگاهی فکر کنید که در حال حاضر روی میز شما نشسته است. یک دسکتاپ استاندارد یا یک تجارت لپ تاپ 16 اینچی DS160N95 برای کار روزانه عالی است کامپیوترهای معمولی معمولا یک اصلی دارند پردازنده. ممکن است تعداد انگشت شماری داشته باشند هسته های CPU. اما الف کامپیوتر با کارایی بالا یک جانور کاملاً متفاوت است.

یک پایه سیستم کامپیوتری وظایف یک نفر را در یک زمان انجام می دهد. ممکن است از یک استاندارد استفاده کند سیستم عامل مثل ویندوز یا اندروید در مقابل، ماشین های تحقیقاتی عظیم شامل ده ها هزار است از قطعات آنها دارند ده ها هزار گره کار کردن به یکباره وقتی روی a تایپ می کنید لپ تاپ، خیلی سریع به شما احساس می شود. اما نمی تواند جهانی را اجرا کند هوش مصنوعی شبیه سازی یا مدل سازی ژنوم انسان

هر روز شما کامپیوترهای شخصی برای هزینه کم، قابلیت حمل و حرارت کم ساخته شده اند. یک تاسیسات غول پیکر باید به دقت مدیریت شدید را انجام دهد مصرف برق. یک استاندارد لپ تاپ انرژی باتری را به آرامی می خورد یک مرکز داده عظیم از انرژی کافی برای روشن کردن یک شهر کوچک استفاده می کند!

• لپ تاپ: 1 سی پی یو، 8 تا 16 گیگابایت رم، با باتری کار می کند، برای 1 کاربر ساخته شده است.
• ابر کامپیوتر: میلیون ها هسته، پتابایت رم، به یک نیروگاه نیاز دارند که برای مجموعه داده های عظیم ساخته شده است.

چگونه پردازش موازی یک خوشه کامپیوتری را بهینه می کند؟

برای سریع‌تر کردن ماشین‌ها، مهندسان هزاران دستگاه را به هم متصل می‌کنند. این یک شبکه غول پیکر به نام a ایجاد می کند خوشه. داخل a خوشه، قطعات باید سریع صحبت کنند. آنها از سرعت بالا و ویژه استفاده می کنند به هم متصل شوند سیستم کابلی این کمک می کند تا بهینه سازی جریان داده بین تمام قسمت ها

مهندسان استفاده از پردازش موازی برای تقسیم حجم کار اساسا، ابر رایانه یک فرم است از پردازش موازی. این یک کار بزرگ را به قطعات کوچک تقسیم می کند. سپس، صدها یا هزاران تراشه ها آن بیت ها را دقیقاً همزمان حل می کنند. این ایده ساده از موازی سازی چیزی است که باعث می شود جادو اتفاق بیفتد. به آن مانند پختن یک غذای غول پیکر فکر کنید: یک سرآشپز زمان زیادی می برد، اما صد سرآشپز که با هم کار می کنند در عرض چند دقیقه تمام می شود.

کلمه ابر رایانه گاهی اوقات به صورت مترادف استفاده می شود با HPC (محاسبات با کارایی بالا). برای مدیریت یک سنگین حجم کار، نرم افزار کنترل کننده باید بسیار هوشمند باشد. امروز، هوش مصنوعی برنامه ها به گونه ای ساخته شده اند که به طور کامل در سراسر a پخش شوند خوشه. این تکنیک نامیده می شود پردازش انبوه موازی. این به کل سیستم فوق العاده می دهد توان عملیاتی و کارایی

هوش مصنوعی چگونه مرزهای قدرت محاسباتی را تحت فشار قرار می دهد؟

امروز، هوش مصنوعی بزرگترین محرک صنعت فناوری است. آموزش یک جدید هوش مصنوعی نیاز به مقدار زیادی از محاسبه. خاص وجود دارد مشکلاتی که نیاز دارند ریاضی شدید برای حل را محاسبات پیچیده و بزرگ استفاده می شود توسط شبکه های عصبی سرسام آور هستند. در واقع، محاسبات بزرگی که توسط ابررایانه ها استفاده می شود امروز تقریبا بیشتر برای هوش مصنوعی تحقیق کنید.

برای تحمل این سنگین محاسباتی بارگذاری، تراشه های استاندارد کافی نیستند. ما به شدت به آن متکی هستیم واحدهای پردازش گرافیکی یا پردازنده های گرافیکی. الف گرافیکی تراشه کاملا مناسب برای هوش مصنوعی. بسیاری از مسائل ریاضی ساده را همزمان انجام می دهد. شرکت ها دوست دارند اینتل و انویدیا قطعات خاصی را فقط به همین دلیل می سازد.

اینها هوش مصنوعی وظایف ابزارهایی را که هر روز خریداری می کنید بهبود می بخشد. به عنوان مثال، ویژگی های دوربین هوشمند در ماتبلت 10.1 اینچی X12 Pro تکیه کنید هوش مصنوعی مدل هایی که در ابتدا بر روی ماشین های عظیم آموزش داده شدند. باور نکردنی قدرت پردازش یک تسهیلات غول پیکر در نهایت تبلت کوچک شما را هوشمندتر و مفیدتر می کند.

رایانش ابری در مقابل HPC محلی: کدام یک برنده برای هوش مصنوعی در مقیاس بزرگ است؟

همه پولی برای خرید یک سرور غول پیکر ندارند. دقیقا همین جاست رایانش ابری قدم می گذارد رایانش ابری به شرکت ها اجازه می دهد برق را از طریق اینترنت اجاره کنند. شما دریافت می کنید محاسبات با کارایی بالا بدون نیاز به ساختن یک اتاق غول پیکر و پر سر و صدا پر از سرور.

برای در مقیاس بزرگ هوش مصنوعی پروژه ها، ابر شگفت انگیز است. می توانید یک تکه کوچک از آن را اجاره کنید سریعترین ابر رایانه جهان فقط برای چند ساعت را محاسبات با کارایی بالا جهان به طور کامل این ایده را پذیرفته است. می سازد HPC برای برندها و مدارس کوچکتر قابل دسترسی است.

با این حال، داشتن سخت افزار محلی هنوز برای برخی مهم است. برخی از داده های بسیار امن نمی توانند به ابر عمومی بروند. بنابراین، شرکت ها مینی خود را می سازند HPC اتاق ها چه آن را به صورت آنلاین اجاره کنید یا آن را بخرید، به حجم زیادی نیاز دارید محاسبه کنید منابع برای رقابتی ماندن در شرایط امروزی هوش مصنوعی نژاد

ابر دسترسی به قدرت محاسباتی شدید را دموکراتیک کرد. اکنون، هر استارت‌آپی می‌تواند یک مدل هوش مصنوعی آموزش دهد.

چگونه پیش بینی آب و هوا به لطف ابررایانه ها تغییر می کند؟

یکی از موارد استفاده کلاسیک برای ماشین های عظیم است پیش بینی آب و هوا. می توان از ابر رایانه ها استفاده کرد برای پیش بینی طوفان های شدید و تغییرات آب و هوایی. آژانس هایی مانند اداره ملی اقیانوسی و جوی به شدت به آنها تکیه کنید آنها هر روز میلیاردها نقطه داده را از ماهواره ها دریافت می کنند.

آنها از این اقیانوس از داده ها برای دقت استفاده می کنند شبیه سازی کنید جو با این کار می توانند پیش بینی کنند حوادث آب و هوایی شدید چند روز قبل از وقوع فراهم می کنند زمان واقعی هشدارهایی که جان و مال را نجات می دهد. این امر مستلزم انجام میلیون ها بار ریاضیات پیچیده است در هر ثانیه.

این محاسباتی مدل های مربوط به آب و هوا کاملاً مشابه هستند هوش مصنوعی مدل ها هر دوی آنها برای یادگیری به حجم عظیمی از داده ها نیاز دارند. یک مجرد محاسبه ممکن است برای یک معمولی زیاد طول نکشد کامپیوتر. اما انجام میلیاردها مورد از آنها به طور همزمان نیاز به قدرت جدی و اختصاصی دارد.

نقش ابرکامپیوترهای خاص در هوش مصنوعی چیست؟

گاهی اوقات، یک ماشین عمومی به سادگی بهترین ابزار برای کار نیست. این زمانی است ابر رایانه های با هدف ویژه درخشیدن آنها از ابتدا برای یک کار خاص ساخته شده اند. آنها هستند designed to run یک نوع دقیق محاسبه کاملاً بدون اتلاف انرژی برای چیز دیگری.

به عنوان مثال، محققان ماشین هایی را فقط برای مطالعه می سازند مکانیک کوانتومی. فیزیکی معماری منحصراً برای آن علم دقیق تنظیم شده است. در هوش مصنوعی در دنیا، شرکت ها تراشه های سفارشی را فقط برای شبکه های عصبی می سازند. اینها نیستند کامپیوترهای معمولی که یک مرورگر یا یک واژه پرداز را اجرا می کنند.

از آنجا که آنها کاملاً روی یک چیز تمرکز می کنند، بسیار کارآمد هستند. آنها به راحتی می توانند باشند 10 بار در آن کار سریعتر از یک ماشین عمومی. آنها انرژی را در هر روز هدر نمی دهند سیستم عامل. آنها فقط اعدادی را که برای شکستن آنها ساخته شده اند خرد می کنند. این عملکرد بالا امکان پیشرفت در هوش مصنوعی که یک دهه پیش غیرممکن بود.

آیا یک روز سوپر کامپیوتر در یک لپ تاپ جا می شود؟

فناوری همیشه با گذشت زمان کوچک می شود. خیلی سریعترین ابر کامپیوتر از بیست سال پیش به سختی قدرت یک گوشی هوشمند مدرن را داشت. بنابراین، آیا غول های امروزی در نهایت در یک کوچک جا می شوند لپ تاپ? پاسخ هم بله و هم خیر است.

ابر رایانه های مدرن از نظر فیزیکی حجیم هستند. به عنوان مثال، برخی از ماشین‌ها به حالت نفس‌گیر می‌رسند سرعت 442 پتافلاپ. (الف پتافلاپس یک کوادریلیون است عملیات ممیز شناور در ثانیه). شما به سادگی آنقدر گرما و انرژی را در یک جا قرار نمی دهید لپ تاپ به زودی! دستگاهی مثل ما لپ تاپ 14.1 اینچی مقاوم DS141 بسیار سخت است، اما نمی تواند مگاوات را تحمل کند مصرف برق برای آن مورد نیاز است.

با این حال، پردازنده داخل خانه شما کامپیوتر بسیار بهتر خواهد شد یک مجرد هسته امروز زیاد است بار سریعتر نسبت به مین فریم های قدیمی ما در حال حاضر قطعات از اینتل که با کل اتاق های سرور از دهه 1990 رقابت می کنند. آینده شما لپ تاپ محلی رسیدگی خواهد کرد هوش مصنوعی وظایف با سهولت باور نکردنی

حوزه هوش مصنوعی محاسباتی فردا چگونه است؟

هیجان انگیز رشته محاسباتی علم کاملاً با هوش مصنوعی. ما سیستم های غول پیکری را می بینیم که در مکان هایی مانند آزمایشگاه ملی لوس آلاموس و آزمایشگاه ملی اوک ریج. آنها دائماً محدودیت های مطلق آنچه a کامپیوتر می تواند انجام دهد.

ماشین های آینده به طور یکپارچه معمولی را با هم ترکیب خواهند کرد واحدهای پردازش مرکزی با تکنولوژی کاملا جدید تخصصی تر را خواهیم دید کامپیوترهای برداری در حال استفاده الف بردار تراشه برای انواع خاصی از ریاضیات عالی است هوش مصنوعی دوست دارد. استفاده خواهند کرد پردازش انبوه موازی برای آموزش هوش مصنوعی حتی سریعتر از امروز

بالا ابر رایانه ها در جهان به شکستن رکوردهای جدید سرعت ادامه خواهد داد. به زودی به جای اگزافلاپس صحبت خواهیم کرد پتافلاپس. و همه اینها محاسباتی قدرت در نهایت به ما خواهد رسید. هر را خواهد ساخت کامپیوتر ما از سرورهای ابری گرفته تا تبلتی که در دست شماست بهتر، سریع‌تر و بسیار هوشمندتر استفاده می‌کنیم.

خلاصه

همانطور که به جهش های باورنکردنی نگاه می کنیم محاسبه کنید فناوری، واضح است که پردازش عظیم آینده ما را شکل می دهد. از آموزش پیشرفته هوش مصنوعی برای پیش بینی آب و هوا، سخت افزار شدید، ستون فقرات نامرئی زندگی مدرن است.

• A ابر کامپیوتر عظیم است کامپیوتر برای اجرای ریاضیات پیچیده بسیار سریع ساخته شده است.
• عملکرد بیشتر است measured in floating-point operations per دوم، معروف به a فلاپ.
• هوش مصنوعی به شدت به محاسباتی قدرت ارائه شده توسط واحدهای پردازش گرافیکی (GPU).
• امکانات مدرن استفاده از پردازش موازی برای تقسیم یک کار بزرگ صدها یا هزاران از چیپس
• رایانش ابری می سازد محاسبات با کارایی بالا برای مشاغل کوچکتر قابل دسترسی است.
• این رشته محاسباتی علم به رشد خود ادامه می‌دهد، که توسط آزمایشگاه‌ها و جدید به جلو رانده می‌شود پردازنده طرح ها