Tæknin hreyfist ótrúlega hratt. Þú gætir verið að kaupa venjulegar spjaldtölvur eða einfalda fartölvu fyrir skólahverfi í dag. Hins vegar gerast raunverulegir töfrar framtíðarinnar langt í burtu í stórum gagnaverum. Risastórar vélar vinna úr fjöllum upplýsinga til að gera hversdagslega rafeindatækni okkar snjallari og hraðari. Þessi færsla útskýrir hvernig gríðarlegur reiknikraftur og gervigreind móta græjurnar sem við treystum öll á. Lestu áfram til að sjá hvernig neytendavélbúnaður morgundagsins er hannaður af fullkomnustu kerfum nútímans.

Hvað er ofurtölva nákvæmlega og hvernig reiknar hún?

A ofurtölva er í meginatriðum mjög öflug tölva. Það er sérstaklega hannað til að keyra stór verkefni. Það getur auðveldlega leysa flókin vandamál sem venjuleg vél einfaldlega ræður ekki við. Þegar verkfræðingar mæla frammistöðu ofurtölvu, þeir líta ekki á venjulegan klukkuhraða eins og þú myndir gera á heimatölvu. Þess í stað er hraði þess mælt í flotpunktaaðgerðum pr annað. Við köllum þetta venjulega a flopp.

Til að ná þessu ótrúlega frammistöðustigi, einn ofurtölva getur innihaldið tugþúsundir örgjörva. Þessir litlu hlutar vinna mjög náið saman og virka sem einn risastór heili. Gegnheill ofurtölvur eru gerðar af smærri líkamlegum hlutum sem eru flokkað í tölvuhnúta. Þessar reikna hnúta takast á við pínulitla bita í risastórri púsl á sama tíma. Þeir vinna trilljónir af útreikningum á sekúndu á svimandi hraða.

Þetta stórfellda reikna kraftur er algjörlega lífsnauðsynlegur fyrir nútímann AI. Hvort sem spáð er í verslunarþróun eða þjálfa snjalla raddaðstoðarmenn, AI þarf mikið fjármagn. Ofurtölvur eru það líka notað til að prófa hugbúnaðar- og vélbúnaðarhönnun sem lendir á endanum á neytendatækjum. Sérhver ný spjaldtölva eða snjallsími nýtur góðs af þungum lyftingum sem a ofurtölva löngu áður en varan kemur í hillurnar.

Hvernig hófst ofurtölva í tölvusögunni?

Sagan af ofurtölvu hófst fyrir mörgum áratugum. The fyrsta ofurtölvan fæddist þegar snemma vísindamenn og herverkfræðingar vildu meiri hraða. Seymour Cray var goðsagnakennd persóna á þessum fyrstu tímum. Hann hannaði hið fræga CDC 6600 meðan unnið er kl Control Data Corporation. Margir sagnfræðingar kalla CDC 6600 hinn sanni upphafspunktur nútímans tölvutækni.

Áður en þessi vél kom voru önnur verkefni eins og IBM 7030 verið til. Nánar tiltekið IBM 7030 teygja reynt að ýta á mörkin hvað vél gæti gert. Hins vegar, Seymour Cray notaði snjalla kælishönnun og þéttar raflögn til að gera vélina sína mun hraðari. Snemma ofurtölvur nota einstakt raflagarmynstur til að draga úr seinkun merkja á milli hluta. Þeir voru mjög ólíkir öllu öðru sem byggt var á þeim tíma.

Á þessum fyrstu dögum var hraði vélar stundum einfaldlega metinn inn milljón fyrirmæli á sekúndu. Þetta virðist ótrúlega hægt í dag! Nú, nútíma AI módel krefjast miklu meira en það. En þessir fyrstu dagar settu sviðið. Þeir sönnuðu að menn gætu smíðað stórar vélar til að höndla vitlausa stærðfræði.

Hvers vegna eru venjulegar tölvur frábrugðnar afkastamiklum tölvum?

Hugsaðu um tækið sem situr á skrifborðinu þínu núna. Venjulegt skjáborð eða fyrirtæki 16 tommu fartölva DS160N95 er frábært fyrir dagleg störf. Venjulegar tölvur hafa venjulega eina aðal örgjörva. Þeir gætu átt handfylli af CPU kjarna. En a afkastamikil tölva er allt annað dýr algjörlega.

Grunnur tölvukerfi sinnir verkefnum eins manns í einu. Það gæti notað staðal stýrikerfi eins og Windows eða Android. Aftur á móti stórfelldar rannsóknarvélar innihalda tugi þúsunda af hlutum. Þeir hafa tugþúsundir hnúta vinna í einu. Þegar þú skrifar á a fartölvu, þér líður mjög hratt. En það getur ekki rekið alþjóðlegt AI uppgerð eða líkan af erfðamengi mannsins.

Hversdagurinn þinn einkatölvur eru byggðar fyrir litlum tilkostnaði, flytjanleika og lágan hita. Risastór aðstaða verður að stjórna öfgakenndum vandlega orkunotkun. Staðall fartölvu dregur hægt af sér rafhlöðuna. Gríðarstór gagnaaðstaða notar nóg afl til að lýsa upp smábæ!

• Fartölva: 1 örgjörvi, 8-16 GB vinnsluminni, gengur fyrir rafhlöðu, smíðaður fyrir 1 notanda.
• Ofurtölva: Milljónir kjarna, petabæta af vinnsluminni, þarfnast virkjunar, byggð fyrir risastór gagnasöfn.

Hvernig hagræðir samhliða vinnsla tölvuklasa?

Til að gera vélar hraðari tengja verkfræðingar þúsundir þeirra saman. Þetta skapar risastórt net sem kallast a þyrping. Inni í a þyrping, hlutar verða að tala hratt. Þeir nota sérstakan háhraða samtengja kapalkerfi. Þetta hjálpar til hagræða gagnaflæðið á milli allra hluta.

Verkfræðingar nota samhliða vinnslu að skipta vinnuálaginu. Í grundvallaratriðum, ofurtölva er form af samhliða vinnsla. Það brýtur risastórt starf í litla bita. Þá, hundruð eða þúsundir af flögum leysa þá bita á nákvæmlega sama tíma. Þessi einfalda hugmynd um hliðstæður er það sem lætur galdurinn gerast. Hugsaðu um það eins og að elda risastóra máltíð: einn kokkur tekur langan tíma, en hundrað kokkar sem vinna saman klára á nokkrum mínútum.

Orðið ofurtölva er stundum notuð samheiti með HPC (afkastamikil tölvumál). Til að stjórna þungu vinnuálag, stýrihugbúnaðurinn verður að vera mjög klár. Í dag, AI forrit eru smíðuð til að dreifa sér fullkomlega yfir a þyrping. Þessi tækni er kölluð gríðarlega samhliða vinnsla. Það gefur öllu kerfinu ótrúlegt afköst og skilvirkni.

Hvernig mun gervigreind ýta mörkum reiknikrafts?

Í dag, AI er stærsti drifkrafturinn í tækniiðnaðinum. Þjálfa nýtt AI krefst gríðarlegt magn af útreikning. Það eru sérstakar vandamál sem krefjast öfgakennd stærðfræði til að leysa. The flóknir og stórir útreikningar notaðir af tauganetum eru yfirþyrmandi. Í raun er stórir útreikningar sem ofurtölvur nota í dag eru nánast að mestu fyrir AI rannsóknir.

Að höndla þetta þungt reiknifræðilega álag, venjulegar flísar eru bara ekki nóg. Við treystum mjög á grafíkvinnslueiningar eða GPU. A grafík flís er algjörlega fullkomið fyrir AI. Það gerir mörg einföld stærðfræðiverkefni á sama tíma. Fyrirtæki eins og Intel og Nvidia byggja sérstaka hluta bara af þessari ástæðu.

Þessar AI verkefni bæta græjurnar sem þú kaupir á hverjum degi. Til dæmis er snjallmyndavélin okkar10,1 tommu spjaldtölva X12 Pro treysta á AI módel sem voru upphaflega þjálfuð á stórum vélum. Hið ótrúlega vinnsluorku af risastórri aðstöðu gerir litlu spjaldtölvuna þína að lokum betri og hjálplegri.

Cloud Computing vs Local HPC: Hver vinnur fyrir gervigreind í stórum stíl?

Það hafa ekki allir peninga til að kaupa risastóra netþjónaaðstöðu. Þetta er einmitt þar skýjatölvu stígur inn. Cloud computing leyfir fyrirtækjum að leigja orku yfir netið. Þú færð hágæða tölvuvinnslu án þess að þurfa að byggja risastórt, hávaðasamt herbergi fullt af netþjónum.

Fyrir stórum stíl AI verkefni, skýið er ótrúlegt. Hægt er að leigja litla sneið af hraðskreiðasta ofurtölva heims í aðeins nokkrar klukkustundir. The afkastamikil tölvumál heimurinn hefur tekið þessari hugmynd að fullu. Það gerir HPC aðgengileg smærri vörumerkjum og skólum.

Hins vegar skiptir suma enn máli að eiga staðbundinn vélbúnað. Sum mjög örugg gögn geta ekki farið í almenningsskýið. Svo, fyrirtæki byggja sitt eigið mini HPC herbergi. Hvort sem þú leigir það á netinu eða kaupir það, þá þarftu gríðarlegt reikna úrræði til að vera samkeppnishæf í nútímanum AI kapp.

"Skýið lýðræðisaði aðgang að mikilli tölvuafli. Nú getur hvaða gangsetning sem er þjálfað gervigreind líkan."

Hvernig er veðurspá að breytast þökk sé ofurtölvu?

Ein klassísk notkunartilfelli fyrir stórar vélar er veðurspá. Hægt er að nota ofurtölvur að spá fyrir um mikla storma og loftslagsbreytingar. Stofnanir eins og Haf- og loftslagsstofnun ríkisins treysta mjög á þá. Þeir innbyrða milljarða gagnapunkta frá gervihnöttum á hverjum degi.

Þeir nota þetta haf af gögnum nákvæmlega líkja eftir andrúmsloftið. Með því að gera þetta geta þeir spáð öfgafullir veðuratburðir dögum áður en þau gerast. Þeir veita rauntíma viðvaranir sem bjarga mannslífum og eignum. Þetta krefst þess að gera flókna stærðfræði milljón sinnum á sekúndu.

The reiknifræðilega módel fyrir veður eru nokkuð svipaðar AI módel. Þeir þurfa báðir gríðarlegt magn af gögnum til að læra. Einhleypur útreikning gæti ekki tekið langan tíma fyrir eðlilegt tölvu. En að gera milljarða þeirra í einu krefst alvarlegs, holls valds.

Hvert er hlutverk sérstakra ofurtölva í gervigreind?

Stundum er almenn vél einfaldlega ekki besta tækið fyrir starfið. Þetta er þegar sérstakar ofurtölvur skína. Þau eru byggð frá grunni fyrir eitt ákveðið starf. Þeir eru hannað til að keyra ein nákvæm tegund af útreikning fullkomlega, án þess að eyða orku í neitt annað.

Til dæmis byggja vísindamenn vélar bara til að læra skammtafræði. Hið líkamlega byggingarlist er eingöngu stillt fyrir þessi nákvæmu vísindi. Í AI heiminum, fyrirtæki byggja sérsniðnar flísar bara fyrir taugakerfi. Þetta eru það ekki venjulegar tölvur sem keyra vafra eða ritvinnsluforrit.

Vegna þess að þeir einblína algjörlega á eitt eru þeir ótrúlega duglegir. Þeir geta auðveldlega verið 10 sinnum hraðar í þessu eina verki en almenn vél. Þeir eyða ekki orku í hversdagsleikann stýrikerfi. Þeir marra bara tölurnar sem þeir voru smíðaðir til að marra. Þetta mikil afköst gerir ráð fyrir byltingum í AI sem var ómögulegt fyrir áratug.

Mun ofurtölva einn daginn passa í fartölvu?

Tæknin minnkar alltaf með tímanum. Mjög hraðasta ofurtölva frá því fyrir tuttugu árum hafði varla kraft nútímans snjallsíma. Svo munu risar nútímans að lokum passa inn í smá fartölvu? Svarið er bæði já og nei.

Nútíma ofurtölvur eru líkamlega stórar. Til dæmis ná sumar vélar hrífandi hraði 442 petaflops. (A petaflops er einn fjórðungur flotpunktaaðgerðir á sekúndu). Þú munt einfaldlega ekki passa svo mikinn hita og orku í a fartölvu hvenær sem er fljótlega! Tæki eins og okkar 14,1 tommu harðgerð fartölva DS141 er ákaflega sterkur, en hann þolir ekki megawöttin af orkunotkun þarf til þess.

Hins vegar er örgjörva inni á heimili þínu tölvu mun halda áfram að verða miklu betri. Einhleypur kjarna í dag eru margir sinnum hraðar en gamlar stórtölvur. Við höfum nú hluta frá Intel sem keppa við heilu netþjónaherbergin frá 1990. Framtíð þín fartölvu mun sinna staðbundnum AI verkefni með ótrúlegum auðveldum.

Hvernig lítur svið tölvugervigreindar út á morgun?

Hið spennandi sviði reiknifræði vísindi blandast algjörlega saman við AI. Við sjáum risastór kerfi starfa á stöðum eins og Los Alamos National Laboratory og Oak Ridge National Laboratory. Þeir þrýsta stöðugt á algjörar mörk hvað a tölvu getur gert.

Vélar í framtíðinni munu blandast eðlilega óaðfinnanlega miðlægar vinnslueiningar með glænýrri tækni. Við munum sjá sérhæfðari vektor tölvur verið að nota. A vektor flís er frábært fyrir sérstakar tegundir stærðfræði sem AI elskar. Þeir munu nota gríðarlega samhliða vinnsla að þjálfa AI jafnvel hraðar en í dag.

Toppurinn ofurtölvur í heiminum mun halda áfram að slá ný hraðamet. Bráðum munum við tala um exaflops í stað þess petaflops. Og allt þetta reiknifræðilega krafturinn mun að lokum renna niður til okkar. Það mun gera hvert tölvu við notum – allt frá netþjónum í skýinu til spjaldtölvunnar í hendi þinni – betri, hraðari og miklu snjallari.

Samantekt

Þegar við skoðum hin ótrúlegu stökk inn reikna tækni, er ljóst að stórfelld vinnsla mótar framtíð okkar. Frá þjálfun háþróaður AI til að spá fyrir um veðrið er mikill vélbúnaður ósýnilegur burðarás nútímalífs.

• A ofurtölva er gegnheill tölvu byggt til að keyra flókna stærðfræði mjög hratt.
• Frammistaða er að mestu mælt í flotpunktaaðgerðum pr í öðru lagi, þekktur sem a flopp.
• AI byggir mikið á reiknifræðilega afl sem veitt er af grafíkvinnslueiningar (GPU).
• Nútímaleg aðstaða nota samhliða vinnslu að skipta stóru starfi á milli hundruð eða þúsundir af flögum.
• Cloud computing gerir afkastamikil tölvumál aðgengileg fyrir smærri fyrirtæki.
• The sviði reiknifræði vísindi halda áfram að vaxa, ýtt áfram af rannsóknarstofum og nýjum örgjörva hönnun.