La tecnologia si muove incredibilmente velocemente. Oggi potresti acquistare tablet standard o un laptop di base per un distretto scolastico. Tuttavia, la vera magia del futuro avviene lontano, negli enormi data center. Macchine gigantesche elaborano montagne di informazioni per rendere i nostri dispositivi elettronici di tutti i giorni più intelligenti e veloci. Questo post spiega come l'enorme potenza di calcolo e l'intelligenza artificiale modellano i gadget su cui tutti facciamo affidamento. Continua a leggere per scoprire come l'hardware consumer di domani viene progettato dai sistemi più avanzati di oggi.

Cos'è esattamente un supercomputer e come calcola?

A supercomputer è essenzialmente un altamente computer potente. Lo è specificatamente progettato per funzionare compiti enormi. Può facilmente risolvere problemi complessi che una macchina normale semplicemente non è in grado di gestire. Quando gli ingegneri misurano il prestazioni di un supercomputer, non tengono conto delle velocità di clock standard come faresti su un PC di casa. Invece la sua velocità lo è misurato in operazioni in virgola mobile per secondo. Lo chiamiamo comunemente a flop.

Per raggiungere questo incredibile livello di prestazione, un singolo il supercomputer può contenere decine di migliaia di processori. Queste piccole parti lavorano a stretto contatto tra loro per agire come un cervello gigante. Enorme vengono realizzati i supercomputer di pezzi fisici più piccoli che sono raggruppati in nodi di calcolo. Questi nodi di calcolo affronta piccoli pezzi di un enorme puzzle allo stesso tempo. Ne elaborano trilioni calcoli al secondo ad un ritmo vertiginoso.

Questo enorme calcolare il potere è assolutamente vitale per il moderno AI. Che si tratti di prevedere le tendenze di acquisto o di formare assistenti vocali intelligenti, AI necessita di vaste risorse. Anche i supercomputer lo sono utilizzato per testare progetti software e hardware che alla fine arrivano sui dispositivi consumer. Ogni nuovo tablet o smartphone beneficia del lavoro pesante svolto da a supercomputer molto prima che il prodotto arrivi sugli scaffali.

Come è iniziato il supercalcolo nella storia del computer?

La storia di supercalcolo iniziato molti decenni fa. Il primo supercomputer è nato quando i primi scienziati e ingegneri militari volevano più velocità. Seymour Cray era una figura leggendaria in questa prima epoca. Ha progettato il famoso CDC6600 mentre lavori a Società di controllo dei dati. Molti storici chiamano il CDC6600 il vero punto di partenza del moderno tecnologia informatica.

Prima che arrivasse quella macchina, altri progetti come il IBM7030 esistito. Nello specifico, il IBM 7030 allungabile ha cercato di ampliare i limiti di ciò che una macchina può fare. Tuttavia, Seymour Cray ha utilizzato progetti di raffreddamento intelligenti e cablaggi densi per rendere la sua macchina molto più veloce. Presto utilizzano i supercomputer schemi di cablaggio unici per ridurre i ritardi di segnale tra le parti. Erano molto diversi da qualsiasi altra cosa costruita all'epoca.

A quei tempi, la velocità di una macchina veniva talvolta semplicemente valutata milioni di istruzioni al secondo. Sembra incredibilmente lento oggi! Ora, moderno AI i modelli richiedono molto di più. Ma quei primi giorni hanno posto le basi. Hanno dimostrato che gli esseri umani possono costruire macchine enormi per gestire calcoli matematici.

Perché i computer normali sono diversi da quelli ad alte prestazioni?

Pensa al dispositivo seduto sulla tua scrivania in questo momento. Un desktop standard o un business Laptop da 16 pollici DS160N95 è ottimo per il lavoro quotidiano. Computer normali di solito hanno un unico piatto principale processore. Potrebbero averne una manciata Core della CPU. Ma a computer ad alte prestazioni è una bestia completamente diversa.

Una base sistema informatico gestisce i compiti di una persona alla volta. Potrebbe utilizzare uno standard sistema operativo come Windows o Android. Al contrario, enormi macchine da ricerca contengono decine di migliaia di parti. Lo hanno fatto decine di migliaia di nodi lavorando subito. Quando digiti a portatile, ti sembra molto veloce. Ma non può essere globale AI simulare o modellare il genoma umano.

Il tuo quotidiano personal computer sono costruiti per basso costo, portabilità e basso calore. Una struttura gigantesca deve gestire con attenzione gli estremi consumo di energia. Una norma portatile consuma lentamente la carica della batteria. Un'enorme struttura dati utilizza abbastanza energia per illuminare una piccola città!

• Computer portatile: 1 CPU, 8-16 GB di RAM, funziona a batteria, costruito per 1 utente.
• Supercomputer: Milioni di core, petabyte di RAM, necessitano di una centrale elettrica, costruita per enormi set di dati.

In che modo l'elaborazione parallela ottimizza un cluster di computer?

Per rendere le macchine più veloci, gli ingegneri ne collegano insieme migliaia. Questo crea una rete gigante chiamata a grappolo. All'interno di un grappolo, le parti devono parlare velocemente. Usano uno speciale, ad alta velocità interconnettersi sistema di cavi. Questo aiuta a ottimizzare il flusso di dati tra tutte le parti.

Ingegneri utilizzare l'elaborazione parallela per dividere il carico di lavoro. Fondamentalmente, il supercalcolo è una forma di elaborazione parallela. Spezza un lavoro enorme in piccole parti. poi, centinaia o migliaia di chip risolvono quei bit esattamente nello stesso momento. Questa semplice idea di parallelismo è ciò che fa accadere la magia. Immaginatelo come cucinare un pasto gigantesco: uno chef impiega molto tempo, ma un centinaio di chef che lavorano insieme finiscono in pochi minuti.

La parola il supercalcolo è talvolta usato come sinonimo con HPC (calcolo ad alte prestazioni). Per gestire un pesante carico di lavoro, il software di controllo deve essere molto intelligente. oggi, AI i programmi sono progettati per distribuirsi perfettamente su a grappolo. Questa tecnica si chiama elaborazione massicciamente parallela. Dà incredibile all'intero sistema rendimento ed efficienza.

In che modo l’intelligenza artificiale spingerà i confini del potere computazionale?

oggi, AI è il più grande motore del settore tecnologico. Formazione nuova AI richiede una quantità enorme di calcolo. Ci sono specifici problemi che richiedono matematica estrema da risolvere. Il calcoli complessi e di grandi dimensioni utilizzati da parte delle reti neurali sono sconcertanti. In effetti, il grandi calcoli utilizzati dai supercomputer oggi sono quasi per lo più per AI ricerca.

Per gestire tutto questo pesante computazionale caricare, i chip standard non sono sufficienti. Facciamo molto affidamento su unità di elaborazione grafica o GPU. A grafico il chip è assolutamente perfetto per AI. Risolve molti semplici problemi di matematica allo stesso tempo. Alle aziende piace Intel e Nvidia costruiscono parti specifiche proprio per questo motivo.

Questi AI le attività migliorano i gadget che acquisti ogni giorno. Ad esempio, le funzionalità della fotocamera intelligente nel nostroTablet X12 Pro da 10,1 pollici fare affidamento su AI modelli originariamente addestrati su macchine enormi. L'incredibile potenza di elaborazione di una struttura gigantesca alla fine renderà il tuo piccolo tablet più intelligente e più utile.

Cloud computing e HPC locale: cosa vince l’intelligenza artificiale su larga scala?

Non tutti hanno i soldi per acquistare una gigantesca struttura server. Questo è esattamente dove il cloud computing interviene. Il cloud computing consente alle aziende di affittare energia tramite Internet. Ottieni calcolo ad alte prestazioni senza dover costruire una stanza gigante e rumorosa piena di server.

Per su larga scala AI progetti, il cloud è fantastico. Puoi affittarne una piccola fetta il supercomputer più veloce del mondo solo per poche ore. Il calcolo ad alte prestazioni il mondo ha abbracciato pienamente questa idea. Lo fa HPC accessibile ai marchi più piccoli e alle scuole.

Tuttavia, per alcuni è ancora importante possedere l’hardware locale. Alcuni dati altamente sicuri non possono essere trasferiti nel cloud pubblico. Quindi, le aziende costruiscono il proprio mini HPC stanze. Che tu lo noleggi online o lo acquisti, hai bisogno di molto calcolare risorse per rimanere competitivi nel mondo di oggi AI razza.

"Il cloud ha democratizzato l'accesso a una potenza di calcolo estrema. Ora, qualsiasi startup può addestrare un modello di intelligenza artificiale."

Come stanno cambiando le previsioni meteorologiche grazie al supercalcolo?

Un caso d'uso classico per le macchine di grandi dimensioni è previsioni del tempo. Si possono usare i supercomputer per prevedere forti tempeste e cambiamenti climatici. Agenzie come la Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica fare molto affidamento su di loro. Ogni giorno ingeriscono miliardi di punti dati dai satelliti.

Usano questo oceano di dati in modo accurato simulare l'atmosfera. In questo modo, possono prevedere eventi meteorologici estremi giorni prima che accadano. Forniscono in tempo reale avvisi che salvano vite umane e proprietà. Ciò richiede di eseguire calcoli matematici complessi milioni di volte al secondo.

Il computazionale i modelli meteorologici sono abbastanza simili a AI modelli. Entrambi hanno bisogno di enormi quantità di dati per apprendere. Un singolo calcolo potrebbe non volerci molto per una normalità computer. Ma farne miliardi in una volta richiede un potere serio e dedicato.

Qual è il ruolo dei supercomputer per scopi speciali nell'intelligenza artificiale?

A volte, una macchina generica semplicemente non è lo strumento migliore per il lavoro. Questo è quando supercomputer per scopi speciali brillare. Sono costruiti da zero per un lavoro specifico. Lo sono progettato per funzionare un tipo esatto di calcolo perfettamente, senza sprecare energie in altro.

Ad esempio, i ricercatori costruiscono macchine solo per studiare meccanica quantistica. Il fisico architettura è sintonizzato esclusivamente per quella scienza esatta. Nel AI Nel mondo, le aziende costruiscono chip personalizzati solo per le reti neurali. Questi non lo sono computer normali che eseguono un browser o un elaboratore di testi.

Poiché si concentrano interamente su una cosa, sono incredibilmente efficienti. Possono esserlo facilmente 10 volte più veloce in quel lavoro rispetto a una macchina generica. Non sprecano energia ogni giorno sistema operativo. Si limitano a elaborare i numeri per cui sono stati costruiti. Questo alte prestazioni consente scoperte rivoluzionarie AI che dieci anni fa erano impossibili.

Un giorno un supercomputer entrerà in un laptop?

La tecnologia si riduce sempre nel tempo. Il vero supercomputer più veloce di vent'anni fa aveva a malapena la potenza di un moderno smartphone. Quindi, i giganti di oggi finiranno per adattarsi a un piccolo portatile? La risposta è sia sì che no.

Supercomputer moderni sono fisicamente massicci. Ad esempio, alcune macchine raggiungono livelli mozzafiato velocità di 442 petaflop. (A petaflop è un quadrilione operazioni in virgola mobile al secondo). Semplicemente non inserirai così tanto calore ed energia in a portatile presto! Un dispositivo come il nostro Laptop robusto da 14,1 pollici DS141 è estremamente resistente, ma non può sopportare i megawatt di consumo di energia necessario per quello.

Tuttavia, il processore all'interno della tua casa computer continuerà a migliorare molto. Un singolo nucleo oggi sono tanti volte più veloce rispetto ai vecchi mainframe. Ora abbiamo parti da Intel che rivaleggia con intere sale server degli anni '90. Il tuo futuro portatile gestirà il locale AI compiti con incredibile facilità.

Come sarà il campo dell’intelligenza artificiale computazionale domani?

L'eccitante campo computazionale la scienza si fonde totalmente con AI. Vediamo sistemi giganti che operano in posti come Laboratorio Nazionale di Los Alamos e Laboratorio nazionale di Oak Ridge. Spingono costantemente i limiti assoluti di ciò che a computer può fare.

Le macchine del futuro si fonderanno perfettamente con la normalità unità centrali di elaborazione con una tecnologia nuova di zecca. Vedremo più specializzati computer vettoriali essere utilizzato. A vettore Il chip è ottimo per tipi specifici di matematica AI ama. Utilizzeranno elaborazione massicciamente parallela allenarsi AI ancora più veloce di oggi.

La parte superiore supercomputer nel mondo continuerà a battere nuovi record di velocità. Presto parleremo invece di exaflop petaflop. E tutto questo computazionale il potere alla fine arriverà fino a noi. Ne farà ogni computer utilizziamo, dai server nel cloud al tablet in mano, in modo migliore, più veloce e molto più intelligente.

Sommario

Mentre osserviamo gli incredibili balzi in avanti calcolare tecnologia, è chiaro che la lavorazione massiccia modella il nostro futuro. Dalla formazione avanzata AI per prevedere il tempo, l’hardware estremo è la spina dorsale invisibile della vita moderna.

• A supercomputer è enorme computer costruito per eseguire calcoli complessi molto velocemente.
• Le prestazioni sono per lo più misurato in operazioni in virgola mobile per secondo, noto come a flop.
• AI fa molto affidamento su computazionale potenza fornita da unità di elaborazione grafica (GPU).
• Strutture moderne utilizzare l'elaborazione parallela per dividere un grosso lavoro centinaia o migliaia di patatine.
• Il cloud computing fa calcolo ad alte prestazioni accessibile alle piccole imprese.
• Il campo computazionale la scienza continua a crescere, spinta avanti da laboratori e novità processore disegni.