Технологијата се движи неверојатно брзо. Можеби денес купувате стандардни таблети или основен лаптоп за училишна област. Сепак, вистинската магија на иднината се случува далеку во масивните центри за податоци. Џиновските машини обработуваат планини од информации за да ја направат нашата секојдневна електроника попаметна и побрза. Овој пост објаснува како огромната компјутерска моќ и вештачката интелигенција ги обликуваат гаџетите на кои сите се потпираме. Прочитајте за да видите како утрешниот хардвер за потрошувачи е дизајниран од најнапредните системи на денешницата.

Што точно е суперкомпјутер и како се пресметува?

A суперкомпјутер во суштина е високо моќен компјутер. Тоа е конкретно дизајниран да работи масивни задачи. Тоа може лесно решаваат сложени проблеми што една нормална машина едноставно не може да се справи. Кога инженерите го мерат перформанси на суперкомпјутер, тие не гледаат на стандардните брзини на часовникот како што гледате на домашен компјутер. Наместо тоа, неговата брзина е мерено во операции со подвижна запирка по второ. Ова најчесто го нарекуваме а флоп.

Да се достигне ова неверојатно ниво на перформанси, сингл суперкомпјутерот може да содржи десетици илјади процесори. Овие мали делови работат многу тесно заедно за да дејствуваат како еден огромен мозок. Масивен се прават суперкомпјутери на помали физички парчиња кои се групирани во компјутерски јазли. Овие пресметуваат јазли во исто време справувајте со ситни парчиња од огромна загатка. Тие обработуваат трилиони од пресметки во секунда со вртоглава брзина.

Овој масивен пресметај моќта е апсолутно витална за модерната ВИ. Без разлика дали ги предвидувате трендовите за купување или тренирате паметни гласовни асистенти, ВИ потребни се огромни ресурси. Суперкомпјутери се исто така се користи за тестирање на софтверски и хардверски дизајни кои на крајот се спуштаат на потрошувачките уреди. Секој нов таблет или паметен телефон има корист од кревањето тешки товари што ги прави a суперкомпјутер долго пред производот да стигне на полиците.

Како започна суперкомпјутерот во историјата на компјутерот?

Приказната за суперкомпјутер започна пред многу децении. На првиот суперкомпјутер е роден кога раните научници и воените инженери сакале поголема брзина. Сејмор Креј беше легендарна личност во оваа рана ера. Тој го дизајнираше познатиот ЦДЦ 6600 додека работите во Корпорација за контрола на податоци. Многу историчари го нарекуваат ЦДЦ 6600 вистинската почетна точка на модерната компјутерска технологија.

Пред да пристигне таа машина, други проекти како IBM 7030 постоеле. Поточно, на IBM 7030 Stretch се обиде да ги помести границите на она што може да го направи една машина. Сепак, Сејмор Креј користел паметни дизајни за ладење и густи жици за да ја направи неговата машина многу побрза. Рано користат суперкомпјутери уникатни модели на жици за да се намалат доцнењата на сигналот помеѓу деловите. Тие беа многу различни од било што друго изградено во тоа време.

Во тие рани денови, брзината на машината понекогаш едноставно беше оценета милиони инструкции во секунда. Тоа денес изгледа неверојатно бавно! Сега, модерно ВИ моделите бараат многу повеќе од тоа. Но, тие рани денови ја поставија сцената. Тие докажаа дека луѓето можат да изградат огромни машини за да се справат со луда математика.

Зошто обичните компјутери се разликуваат од компјутерите со високи перформанси?

Размислете за уредот што седи на вашето биро во моментов. Стандардна работна површина или бизнис 16 инчен лаптоп DS160N95 одлично е за секојдневна работа. Редовни компјутери обично имаат една главна процесор. Можеби имаат неколку Јадра на процесорот. Но, а компјутер со високи перформанси е сосема поинаков ѕвер.

Основен компјутерски систем се справува со задачите на една личност во исто време. Може да користи стандард оперативен систем како Windows или Android. Спротивно на тоа, масивни машини за истражување содржи десетици илјади на делови. Тие имаат десетици илјади јазли работи одеднаш. Кога пишувате на a лаптоп, ти се чувствува многу брзо. Но, тоа не може да води глобално ниво ВИ симулација или моделирање на човечкиот геном.

Вашето секојдневие персонални компјутери се изградени за ниска цена, преносливост и мала топлина. Џиновски објект мора внимателно да управува со екстремните потрошувачка на енергија. Стандард лаптоп полека ја троши батеријата. Огромен објект за податоци користи доволно енергија за да осветли мал град!

• Лаптоп: 1 процесор, 8-16 GB RAM, работи на батерија, создаден за 1 корисник.
• Суперкомпјутер: На милиони јадра, петабајти RAM меморија, им треба електрана, изградена за огромни збирки податоци.

Како паралелното процесирање го оптимизира компјутерскиот кластер?

За да ги направат машините побрзи, инженерите поврзуваат илјадници од нив. Ова создава огромна мрежа наречена a кластер. Внатре а кластер, деловите мора да зборуваат брзо. Тие користат специјална, голема брзина меѓусебно поврзување кабелски систем. Ова помага да се оптимизираат протокот на податоци помеѓу сите делови.

Инженери користете паралелна обработка да се подели обемот на работа. Во основа, суперкомпјутерот е форма на паралелна обработка. Тоа крши огромна работа на ситни делови. Потоа, стотици или илјадници чиповите ги решаваат тие битови во точно исто време. Оваа едноставна идеја за паралелизам е она што ја прави магијата да се случи. Помислете на тоа како да готвите огромен оброк: на еден готвач му треба многу време, но стотина готвачи кои работат заедно завршуваат за неколку минути.

Зборот суперкомпјутерот понекогаш се користи синоним со HPC (пресметување со високи перформанси). Да се справат со тешки обемот на работа, софтверот за контрола мора да биде многу паметен. Денес, ВИ програмите се изградени да се шират совршено низ а кластер. Оваа техника се нарекува масовно паралелна обработка. Тоа му дава на целиот систем неверојатно пропусната моќ и ефикасност.

Како вештачката интелигенција ќе ги помести границите на пресметковната моќ?

Денес, ВИ е најголемиот двигател на технолошката индустрија. Тренирање на нов ВИ бара огромна количина на пресметување. Постојат конкретни проблеми кои бараат екстремна математика за решавање. На употребени сложени и големи пресметки од невронски мрежи се запрепастувачки. Всушност, на големи пресметки што ги користат суперкомпјутерите денес се речиси најмногу за ВИ истражување.

Да се справи со оваа тешка пресметковни оптоварување, стандардните чипови едноставно не се доволни. Ние многу се потпираме на графички процесорски единици или графички процесори. А графички чипот е апсолутно совршен за ВИ. Во исто време прави многу едноставни математички проблеми. Компаниите како Интел и Nvidia градат специфични делови само поради оваа причина.

Овие ВИ задачите ги подобруваат гаџетите што ги купувате секој ден. На пример, паметната камера се одликува во нашата10,1 инчен таблет X12 Pro се потпираат на ВИ модели кои првично беа обучени на масивни машини. Неверојатното процесорска моќ на огромен објект на крајот го прави вашиот мал таблет попаметен и покорисен.

Cloud Computing наспроти локална HPC: Кој победува за вештачка интелигенција од големи размери?

Не секој има пари да купи огромен серверски објект. Ова е точно каде облак компјутери чекори во. Cloud computing им дозволува на компаниите да изнајмуваат енергија преку Интернет. Добивате пресметување со високи перформанси без потреба да се изгради огромна, бучна просторија полна со сервери.

За големи ВИ проекти, облакот е неверојатен. Можете да изнајмите мало парче од најбрзиот суперкомпјутер во светот за само неколку часа. На пресметување со високи перформанси светот целосно ја прифати оваа идеја. Тоа го прави HPC достапни за помалите брендови и училишта.

Сепак, поседувањето локален хардвер сè уште е важно за некои. Некои високо безбедни податоци не можат да одат во јавниот облак. Значи, компаниите градат сопствен мини HPC соби. Без разлика дали ќе го изнајмите преку Интернет или ќе го купите, потребен ви е огромен пресметај ресурси за да останете конкурентни во денешницата ВИ раса.

„Облакот го демократизираше пристапот до екстремна компјутерска моќ. Сега, секој стартап може да тренира модел на вештачка интелигенција“.

Како се менува временската прогноза благодарение на суперкомпјутерот?

Еден класичен случај за употреба за масивни машини е временска прогноза. Може да се користат суперкомпјутери да предвидуваат силни бури и климатски промени. Агенции како Национална администрација за океани и атмосфера многу се потпираат на нив. Тие внесуваат милијарди податоци од сателити секој ден.

Тие го користат овој океан од податоци за прецизно симулираат атмосферата. Со тоа тие можат да предвидат екстремни временски настани денови пред да се случат. Тие обезбедуваат во реално време предупредувања кои спасуваат животи и имот. Ова бара да се прави сложена математика милиони пати во секунда.

На пресметковни моделите за времето се доста слични на ВИ модели. И на двајцата им требаат огромни количини на податоци за да научат. Сингл пресметка можеби нема да потрае долго за нормално компјутер. Но, за да се направат милијарди од нив одеднаш потребна е сериозна, посветена моќ.

Која е улогата на суперкомпјутерите со посебна намена во вештачката интелигенција?

Понекогаш, општа машина едноставно не е најдобрата алатка за оваа работа. Ова е кога суперкомпјутери со специјална намена сјај. Тие се изградени од темел за една конкретна работа. Тие се дизајниран да работи еден точен тип на пресметка совршено, без трошење енергија на ништо друго.

На пример, истражувачите градат машини само за да учат квантна механика. Физичкото архитектура е подесена исклучиво за таа точна наука. Во ВИ светот, компаниите градат сопствени чипови само за невронски мрежи. Овие не се обични компјутери кои работат на прелистувач или процесор на текст.

Бидејќи тие целосно се фокусираат на една работа, тие се неверојатно ефикасни. Тие лесно можат да бидат 10 пати побрзо во таа работа отколку општа машина. Тие не трошат енергија на секојдневие оперативен систем. Тие само ги крцкаат бројките за кои биле изградени да ги крцкаат. Ова високи перформанси овозможува пробив во ВИ тоа беше невозможно пред една деценија.

Ќе се вклопи ли суперкомпјутер еден ден во лаптоп?

Технологијата секогаш се намалува со текот на времето. Самиот најбрзиот суперкомпјутер од пред дваесет години едвај ја имаше моќта на модерен паметен телефон. Значи, дали денешните гиганти на крајот ќе се вклопат во мало лаптоп? Одговорот е и да и не.

Модерни суперкомпјутери се физички масивни. На пример, некои машини го одземаат здивот брзина од 442 петафлопи. (А петафлопс е еден квадрилион операции со подвижна запирка во секунда). Едноставно нема да соберете толку многу топлина и енергија во а лаптоп во скоро време! Уред како нашиот Цврст лаптоп DS141 од 14,1 инчи е исклучително тврд, но не може да се справи со мегавати потрошувачка на енергија потребни за тоа.

Меѓутоа, на процесор внатре во вашиот дом компјутер ќе продолжи да се подобрува многу. Сингл јадро денес е многу пати побрзо отколку старите мејнфрејмови. Сега имаме делови од Интел кои ривал на цели серверски соби од 1990-тите. Вашата иднина лаптоп ќе се справи со локални ВИ задачи со неверојатна леснотија.

Како изгледа полето на компјутерска вештачка интелигенција утре?

Возбудливиот поле на пресметковни науката целосно се спојува со ВИ. Гледаме џиновски системи кои работат на места како Национална лабораторија во Лос Аламос и Национална лабораторија Оук Риџ. Тие постојано ги туркаат апсолутните граници на она што а компјутер може да направи.

Идните машини беспрекорно ќе го спојат нормалното централни преработувачки единици со сосема нова технологија. Ќе видиме повеќе специјализирани векторски компјутери се користи. А вектор чипот е одличен за специфични видови математика што ВИ сака. Ќе користат масовно паралелна обработка да тренира ВИ уште побрзо од денес.

Врвот суперкомпјутери во светот ќе продолжи да соборува нови брзински рекорди. Наскоро, наместо за, ќе зборуваме за егзафлопс петафлопс. И сето ова пресметковни моќта на крајот ќе дојде до нас. Тоа ќе го направи секој компјутер ние користиме - од серверите во облакот до таблетот во ваша рака - подобро, побрзо и многу попаметно.

Резиме

Додека ги гледаме неверојатните скокови во пресметај технологијата, јасно е дека масовната обработка ја обликува нашата иднина. Од обука напредна ВИ за прогнозирање на времето, екстремниот хардвер е невидливиот столб на модерниот живот.

• A суперкомпјутер е масивна компјутер создаден за да работи сложена математика многу брзо.
• Перформансите се претежно мерено во операции со подвижна запирка по второ, познато како а флоп.
• ВИ во голема мера се потпира на пресметковни моќта обезбедена од графички процесорски единици (ГПУ).
• Модерни капацитети користете паралелна обработка да се подели голема работа стотици или илјадници на чипс.
• Cloud computing прави пресметување со високи перформанси достапни за помалите бизниси.
• На поле на пресметковни науката продолжува да расте, туркана напред од лаборатории и нови процесор дизајни.