A technológia hihetetlenül gyorsan fejlődik. Lehet, hogy ma szokásos táblagépeket vagy egy alap laptopot vásárol egy iskolai körzet számára. A jövő igazi varázsa azonban messze a hatalmas adatközpontokban történik. Az óriásgépek információhegyeket dolgoznak fel, hogy mindennapi elektronikánkat intelligensebbé és gyorsabbá tegyék. Ez a bejegyzés elmagyarázza, hogy a hatalmas számítási teljesítmény és a mesterséges intelligencia hogyan formálja azokat a modulokat, amelyekre mindannyian támaszkodunk. Olvassa el, hogy megtudja, hogyan tervezik a jövő fogyasztói hardvereit a mai legfejlettebb rendszerek.

Mi is pontosan a szuperszámítógép, és hogyan számol?

A szuperszámítógép lényegében egy nagyon erős számítógép. Kifejezetten az futásra tervezték hatalmas feladatok. Könnyen lehet összetett problémákat megoldani amit egy normál gép egyszerűen nem tud kezelni. Amikor a mérnökök megmérik a egy szuperszámítógép teljesítménye, nem úgy tekintenek a szabványos órajelekre, mint egy otthoni számítógépen. Ehelyett a sebessége az lebegőpontos műveletekben mérve per második. Ezt általában a flop.

Hogy elérje ezt a hihetetlen teljesítményszint, egyetlen szuperszámítógép tartalmazhat több tízezer processzor. Ezek a kis részek nagyon szorosan együttműködnek, hogy egy óriási agyként működjenek. Masszív szuperszámítógépek készülnek kisebb fizikai darabokból számítási csomópontokba csoportosítva. Ezeket csomópontok számítása megbirkózni egy hatalmas puzzle apró darabjaival egyszerre. Trilliókat dolgoznak fel számítások másodpercenként szédítő sebességgel.

Ezt a hatalmasat kiszámítani a hatalom abszolút létfontosságú a modern számára AI. Akár a vásárlási trendek előrejelzéséről, akár az intelligens hangasszisztensek képzéséről van szó, AI hatalmas erőforrásokra van szüksége. Szuperszámítógépek is szoftver- és hardvertervek tesztelésére használják, amelyek végül a fogyasztói eszközökön landolnak. Minden új táblagép vagy okostelefon részesül a nehéz teherbírásból, amelyet a szuperszámítógép jóval azelőtt, hogy a termék a polcokra kerülne.

Hogyan kezdődött a szuperszámítástechnika a számítógéptörténetben?

A története szuperszámítástechnika sok évtizeddel ezelőtt kezdődött. A első szuperszámítógép akkor született, amikor a korai tudósok és hadmérnökök nagyobb sebességre vágytak. Seymour Cray legendás alakja volt e korai korszakban. Ő tervezte a híres CDC 6600 munka közben Control Data Corporation. Sok történész hívja a CDC 6600 a modern igazi kiindulópontja számítástechnika.

Mielőtt ez a gép megérkezett, más projektek, mint a IBM 7030 létezett. Konkrétan a IBM 7030 Stretch megpróbálta feszegetni annak a határát, amit egy gép képes. azonban Seymour Cray ügyes hűtési terveket és sűrű vezetékeket használt, hogy sokkal gyorsabbá tegye a gépét. Korai szuperszámítógépek használnak egyedi vezetékezési minták az alkatrészek közötti jelkésések csökkentése érdekében. Nagyban különböztek minden más akkoriban építetttől.

A kezdeti időkben a gépek sebességét néha egyszerűen besorolták millió utasítás másodpercenként. Ez ma hihetetlenül lassúnak tűnik! Most modern AI a modellek ennél sokkal többet követelnek. De ezek a korai idők megadták a terepet. Bebizonyították, hogy az emberek képesek hatalmas gépeket építeni az őrült matematika kezelésére.

Miért különböznek a hagyományos számítógépek a nagy teljesítményű számítógépektől?

Gondoljon most az asztalon lévő eszközre. Normál asztali számítógép vagy üzlet 16 hüvelykes laptop DS160N95 kiváló a mindennapi munkához. Rendszeres számítógépek általában egyetlen fővel rendelkeznek processzor. Lehet, hogy van egy maroknyi CPU magok. De a nagy teljesítményű számítógép egy teljesen más vadállat.

Egy alap számítógépes rendszer egyszerre egy személy feladatait látja el. Használhat szabványt operációs rendszer mint a Windows vagy az Android. Ezzel szemben hatalmas kutatógépek tízezreket tartalmaznak részekből. Van több tízezer csomópont egyszerre dolgozik. Amikor beírja a laptop, nagyon gyorsnak érzi magát. De nem tud globálisat működtetni AI az emberi genom szimulációja vagy modellezése.

A mindennapjaid személyi számítógépek alacsony költségre, hordozhatóságra és alacsony hőfokra épülnek. Egy óriási létesítménynek gondosan kell kezelnie a szélsőségeket energiafogyasztás. Egy szabvány laptop lassan kortyolgatja az akkumulátort. Egy hatalmas adatszolgáltatás elegendő energiát használ fel egy kisváros megvilágításához!

• Laptop: 1 CPU, 8-16 GB RAM, akkumulátorról működik, 1 felhasználó számára készült.
• Szuperszámítógép: Magok millióinak, petabájt RAM-nak szüksége van egy erőműre, amelyet hatalmas adatkészletekhez építettek.

Hogyan optimalizálja a párhuzamos feldolgozás a számítógép-fürtöt?

A gépek gyorsabbá tétele érdekében a mérnökök több ezer gépet kapcsolnak össze. Ezzel létrejön egy óriási hálózat, az úgynevezett a klaszter. Belül a klaszter, az alkatrészeknek gyorsan kell beszélniük. Speciális, nagy sebességet használnak összekapcsolni kábelrendszer. Ez segít abban optimalizálni az összes rész közötti adatáramlás.

Mérnökök párhuzamos feldolgozást használjon a munkateher megosztására. Alapvetően a szuperszámítógép egy forma a párhuzamos feldolgozás. A hatalmas munkát apró darabokra bontja. Aztán százak vagy ezrek a chipek pontosan ugyanabban az időben oldják meg ezeket a biteket. Ez az egyszerű ötlet párhuzamosság ez az, amitől a varázslat megtörténik. Gondolj úgy, mint egy óriási étel elkészítésére: egy szakács sok időt vesz igénybe, de száz szakács együtt dolgozik percek alatt.

A szó A szuperszámítógépet néha szinonimájaként használják -val HPC (nagy teljesítményű számítástechnika). Kezelni egy nehéz munkaterhelés, a vezérlő szoftvernek nagyon okosnak kell lennie. Ma, AI A programok úgy vannak kialakítva, hogy tökéletesen elterjedjenek a klaszter. Ezt a technikát ún masszívan párhuzamos feldolgozás. Hihetetlenül adja az egész rendszert áteresztőképesség és a hatékonyságot.

Hogyan feszegeti a mesterséges intelligencia a számítási teljesítmény határait?

Ma, AI a technológiai ipar legnagyobb mozgatórugója. Képzés egy új AI hatalmas mennyiséget igényel számítás. Vannak konkrét igénylő problémák extrém matematika megoldani. A bonyolult és nagy számításokat alkalmaznak neurális hálózatok által megdöbbentő. Valójában a szuperszámítógépek által használt nagy számítások ma már szinte többnyire az AI kutatás.

Hogy kezelje ezt a nehéz számítási terhelés, a szabványos chipek egyszerűen nem elegendőek. erősen támaszkodunk grafikus feldolgozó egységek vagy GPU-k. A grafikus chip teljesen tökéletes AI. Sok egyszerű matematikai feladatot old meg egyszerre. Cégek, mint Intel és az Nvidia konkrét alkatrészeket készít éppen ezért.

Ezeket AI feladatok javítják a mindennap vásárolt kütyüket. Például a mi intelligens kamera funkciói10,1 hüvelykes Tablet X12 Pro támaszkodni AI olyan modellek, amelyeket eredetileg masszív gépeken képeztek ki. A hihetetlen feldolgozási teljesítmény egy óriási létesítmény végül okosabbá és hasznosabbá teszi kis táblagépét.

Felhőalapú számítástechnika vs. helyi HPC: melyik nyer a nagyszabású mesterséges intelligencia esetében?

Nem mindenkinek van pénze óriási szerver létesítményt vásárolni. Pontosan itt van számítási felhő lép be. Cloud computing lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy áramot béreljenek az interneten keresztül. Megkapod nagy teljesítményű számítástechnika anélkül, hogy egy óriási, zajos helyiséget kellene építeni, tele szerverekkel.

Mert nagyszabású AI projektek, a felhő csodálatos. Bérelhetsz belőle egy kis szeletet a világ leggyorsabb szuperszámítógépe csak néhány órára. A nagy teljesítményű számítástechnika a világ teljes mértékben magáévá tette ezt a gondolatot. Ez teszi HPC kisebb márkák és iskolák számára elérhető.

A helyi hardver birtoklása azonban továbbra is számít egyesek számára. Egyes rendkívül biztonságos adatok nem juthatnak el a nyilvános felhőbe. Tehát a cégek megépítik saját minijüket HPC szobák. Akár online bérli, akár vásárolja meg, hatalmas mennyiségre van szüksége kiszámítani erőforrások ahhoz, hogy versenyképesek maradjanak a mai korban AI faj.

"A felhő demokratizálja a hozzáférést az extrém számítási teljesítményhez. Mostantól minden induló vállalkozás kiképezhet egy AI-modellt."

Hogyan változik az időjárás-előrejelzés a szuperszámítógépnek köszönhetően?

A masszív gépek egyik klasszikus felhasználási esete az időjárás előrejelzés. Szuperszámítógépek használhatók súlyos viharokat és éghajlatváltozásokat előre jelezni. Olyan ügynökségek, mint a Nemzeti Óceán- és Légköri Hivatal erősen támaszkodni rájuk. Naponta több milliárd adatpontot vesznek fel műholdakról.

Pontosan használják fel az adatok óceánját szimulálni a légkör. Ezzel megjósolhatják szélsőséges időjárási események napokkal azelőtt, hogy megtörténnének. Ők biztosítják valós idejű életeket és vagyont megmentő figyelmeztetések. Ehhez milliószor kell bonyolult matematikát elvégezni másodpercenként.

A számítási Az időjárási modellek meglehetősen hasonlóak AI modellek. Mindkettőjüknek hatalmas mennyiségű adatra van szüksége a tanuláshoz. Egy szingli számítás nem tart sokáig egy normálishoz számítógép. De ezek egyidejű végrehajtásához komoly, odaadó erőre van szükség.

Mi a speciális célú szuperszámítógépek szerepe az AI-ban?

Néha egy általános gép egyszerűen nem a legjobb eszköz a munkához. Ez az, amikor speciális célú szuperszámítógépek ragyogni. Az alapoktól kezdve egy meghatározott feladatra épülnek. Ők azok futásra tervezték egy pontos típus számítás tökéletesen, anélkül, hogy energiát pazarolnánk másra.

Például a kutatók csak azért építenek gépeket, hogy tanuljanak kvantummechanika. A fizikai építészet kizárólag arra az egzakt tudományra van hangolva. A AI A világban a vállalatok egyedi chipeket készítenek csak a neurális hálózatokhoz. Ezek nem rendszeres számítógépek amelyek böngészőt vagy szövegszerkesztőt futtatnak.

Mivel teljes mértékben egy dologra összpontosítanak, hihetetlenül hatékonyak. Könnyen lehetnek 10 alkalommal gyorsabb az adott munkában, mint egy általános gép. Nem pazarolnak energiát a mindennapokra operációs rendszer. Csak összeroppantják azokat a számokat, amelyekre építettek. Ezt nagy teljesítményű áttörést tesz lehetővé AI ez lehetetlen volt egy évtizeddel ezelőtt.

Egy nap szuperszámítógép elfér egy laptopban?

A technika idővel mindig zsugorodik. A nagyon leggyorsabb szuperszámítógép húsz évvel ezelőtt alig rendelkezett egy modern okostelefon erejével. Szóval, vajon a mai óriások végül beleférnek-e egy kicsibe laptop? A válasz igen és nem.

Modern szuperszámítógépek fizikailag masszívak. Például egyes gépek lélegzetelállító teljesítményt nyújtanak 442 petaflop sebesség. (A petaflops egy kvadrillió lebegőpontos műveletek másodpercenként). Egyszerűen nem fér bele annyi hő és energia egy a laptop hamarosan! Egy olyan készülék, mint a miénk 14,1 hüvelykes robusztus DS141 laptop rendkívül kemény, de nem bírja a megawattokat energiafogyasztás szükséges ahhoz.

Azonban a processzor otthonában számítógép egyre jobb lesz. Egy szingli mag ma sok alkalommal gyorsabban mint a régi nagyszámítógépek. Mostantól vannak alkatrészeink Intel amelyek az 1990-es évek teljes szerverszobáival vetekednek. A jövőd laptop helyileg kezeli AI feladatokat hihetetlen könnyedén.

Hogyan néz ki a számítási mesterséges intelligencia területe holnap?

Az izgalmas számítási terület a tudomány teljesen keveredik AI. Óriási rendszereket látunk olyan helyeken működni, mint pl Los Alamos Nemzeti Laboratórium és Oak Ridge Nemzeti Laboratórium. Folyamatosan feszegetik az abszolút határokat, amit a számítógép megteheti.

A jövőbeni gépek zökkenőmentesen keverednek majd a normál körülmények között központi feldolgozó egységek vadonatúj technológiával. Speciálisabbakat fogunk látni vektoros számítógépek használatban van. A vektor chip kiválóan alkalmas bizonyos típusú matematikához AI szeret. Használni fogják masszívan párhuzamos feldolgozás edzeni AI még gyorsabban, mint ma.

A felső szuperszámítógépek a világon folyamatosan új sebességrekordokat dönt majd. Hamarosan inkább az exaflopokról fogunk beszélni petaflops. És mindezt számítási az erő végül ránk csordogál. Ez minden számítógép jobbat, gyorsabbat és sokkal intelligensebben használunk – a felhőben lévő szerverektől a kezében lévő táblagépig.

Összegzés

Ahogy nézzük a hihetetlen ugrásokat kiszámítani egyértelmű, hogy a tömeges feldolgozás alakítja jövőnket. A képzésből haladó AI Az időjárás előrejelzéséhez az extrém hardver a modern élet láthatatlan gerince.

• A szuperszámítógép egy masszív számítógép Az összetett matematika nagyon gyors futtatására készült.
• A teljesítmény többnyire lebegőpontos műveletekben mérve per második néven a flop.
• AI nagymértékben támaszkodik a számítási által biztosított teljesítmény grafikus feldolgozó egységek (GPU-k).
• Modern felszereltség párhuzamos feldolgozást használjon hogy megosszuk a nagy munkát százak vagy ezrek a chipsből.
• Cloud computing teszi nagy teljesítményű számítástechnika kisebb vállalkozások számára elérhető.
• A számítási terület a tudomány tovább növekszik, a laboratóriumok és az újdonságok nyomják előre processzor tervez.