Technológia ide neuveriteľne rýchlo. Možno si dnes kupujete štandardné tablety alebo základný notebook pre školský obvod. Skutočná mágia budúcnosti sa však odohráva ďaleko v masívnych dátových centrách. Obrovské stroje spracovávajú hory informácií, aby bola naša každodenná elektronika inteligentnejšia a rýchlejšia. Tento príspevok vysvetľuje, ako masívny výpočtový výkon a AI formujú gadgety, na ktoré sa všetci spoliehame. Čítajte ďalej a zistite, ako je spotrebný hardvér zajtrajška navrhnutý najmodernejšími systémami.

Čo je to vlastne superpočítač a ako sa počíta?

A superpočítač je v podstate vysoko výkonný počítač. Je to konkrétne určený na beh masívne úlohy. Dá sa to ľahko riešiť zložité problémy ktoré bežný stroj jednoducho nezvládne. Keď inžinieri merajú výkon superpočítača, nepozerajú sa na štandardné takty ako na domácom PC. Namiesto toho je jeho rýchlosť merané v operáciách s pohyblivou rádovou čiarkou per druhý. Bežne to nazývame a prepadnúť.

Dosiahnuť toto neuveriteľné úroveň výkonu, singel superpočítač môže obsahovať desaťtisíce procesorov. Tieto malé časti veľmi úzko spolupracujú, aby pôsobili ako jeden obrovský mozog. Masívny vyrábajú sa superpočítače menších fyzických kúskov, ktoré sú zoskupené do výpočtových uzlov. Tieto výpočtové uzly popasujte sa s malými kúskami obrovskej skladačky súčasne. Spracujú bilióny výpočty za sekundu závratnou rýchlosťou.

Tento masívny vypočítať sila je pre modernu absolútne nevyhnutná AI. Či už predpovedáte nákupné trendy alebo školíte inteligentných hlasových asistentov, AI potrebuje obrovské zdroje. Superpočítače sú tiež používa sa na testovanie softvérových a hardvérových návrhov, ktoré sa nakoniec dostanú na spotrebiteľské zariadenia. Každý nový tablet alebo smartfón ťaží z ťažkej záťaže, ktorú vykonáva a superpočítač dlho predtým, ako sa produkt dostane na pulty.

Ako začal superpočítač v histórii počítačov?

Príbeh o superpočítačov začala pred mnohými desaťročiami. The prvý superpočítač sa zrodilo, keď prví vedci a vojenskí inžinieri chceli väčšiu rýchlosť. Seymour Cray bol legendárnou postavou tohto raného obdobia. Navrhol slávne CDC 6600 pri práci na Control Data Corporation. Mnohí historici nazývajú CDC 6600 skutočným východiskovým bodom moderny výpočtovej techniky.

Predtým, ako tento stroj prišiel, ďalšie projekty, ako napr IBM 7030 existovali. Konkrétne, IBM 7030 Stretch pokúsili posunúť hranice toho, čo dokáže stroj. však Seymour Cray použil dômyselný dizajn chladenia a hustú kabeláž, aby bol jeho stroj oveľa rýchlejší. Skoré používanie superpočítačov jedinečné vzory zapojenia na zníženie oneskorenia signálu medzi časťami. Boli diametrálne odlišné od čohokoľvek iného, ​​čo bolo v tom čase postavené.

V tých prvých dňoch sa rýchlosť stroja niekedy jednoducho hodnotila milión pokynov za sekundu. To sa dnes zdá neuveriteľne pomalé! Teraz moderné AI modely vyžadujú oveľa viac. Ale tieto prvé dni pripravili pôdu. Dokázali, že ľudia dokážu postaviť obrovské stroje na zvládnutie bláznivej matematiky.

Prečo sa bežné počítače líšia od vysokovýkonných počítačov?

Myslite na zariadenie, ktoré práve teraz sedí na vašom stole. Štandardný desktop alebo biznis 16-palcový notebook DS160N95 je skvelá pre každodennú prácu. Bežné počítače zvyčajne majú jednu hlavnú procesor. Môžu ich mať za hrsť CPU jadrá. Ale a vysokovýkonný počítač je úplne iné zviera.

Základné počítačový systém rieši úlohy jednej osoby naraz. Môže použiť štandard operačný systém ako Windows alebo Android. Naproti tomu masívne výskumné stroje obsahujú desaťtisíce dielov. Majú desiatky tisíc uzlov pracujúci naraz. Keď napíšete a laptop, pripadá vám to veľmi rýchle. Ale nemôže riadiť globálne AI simuláciu alebo modelovanie ľudského genómu.

Váš každodenný osobné počítače sú vyrobené s ohľadom na nízke náklady, prenosnosť a nízke teplo. Obrie zariadenie musí starostlivo zvládnuť extrém spotreba energie. Štandard laptop pomaly nasáva energiu batérie. Masívne dátové zariadenie využíva dostatok energie na osvetlenie malého mesta!

• laptop: 1 CPU, 8-16 GB RAM, beží na batériu, postavený pre 1 používateľa.
• Superpočítač: Milióny jadier, petabajtov pamäte RAM, potrebujú elektráreň postavenú na obrovské súbory údajov.

Ako paralelné spracovanie optimalizuje počítačový klaster?

Aby boli stroje rýchlejšie, inžinieri ich spájajú tisíce. Vznikne tak obrovská sieť s názvom a zhluk. Vo vnútri a zhluk, časti musia hovoriť rýchlo. Používajú špeciálne, vysokorýchlostné prepojiť káblový systém. Toto pomáha optimalizovať dátový tok medzi všetkými časťami.

Inžinieri použiť paralelné spracovanie rozdeliť pracovné zaťaženie. v podstate superpočítač je forma z paralelné spracovanie. Rozdeľuje obrovskú prácu na malé kúsky. potom stovky alebo tisíce čipov rieši tieto bity presne v rovnakom čase. Táto jednoduchá myšlienka paralelizmus je to, čo robí kúzlo. Predstavte si to ako varenie obrovského jedla: jednému šéfkuchárovi to trvá dlho, ale sto kuchárov, ktorí spolupracujú, skončí za pár minút.

Slovo superpočítač sa niekedy používa ako synonymum s HPC (vysokovýkonná výpočtová technika). Zvládnuť ťažký pracovné zaťaženie, ovládací softvér musí byť veľmi inteligentný. dnes AI programy sú zostavené tak, aby sa dokonale rozložili naprieč a zhluk. Táto technika sa nazýva masívne paralelné spracovanie. To dáva celému systému neuveriteľné priepustnosť a efektívnosť.

Ako AI posunie hranice výpočtového výkonu?

dnes AI je najväčším ťahúňom technologického priemyslu. Školenie nového AI vyžaduje obrovské množstvo výpočet. Existujú špecifické problémy, ktoré si vyžadujú extrémna matematika na vyriešenie. The použité zložité a veľké výpočty neurónovými sieťami sú ohromujúce. V skutočnosti, veľké výpočty používané superpočítačmi dnes sú takmer väčšinou pre AI výskumu.

Zvládnuť toto ťažké výpočtový zaťaženie, štandardné čipy jednoducho nestačia. Veľmi sa spoliehame na jednotky grafického spracovania alebo GPU. A grafický čip je úplne ideálny pre AI. Robí veľa jednoduchých matematických úloh súčasne. Spoločnosti ako Intel a Nvidia stavia špecifické diely práve z tohto dôvodu.

Tieto AI úlohy zlepšujú gadgety, ktoré si každý deň kupujete. Napríklad funkcie inteligentného fotoaparátu v našom systéme10,1-palcový tablet X12 Pro spoliehať sa na AI modely, ktoré boli pôvodne trénované na masívnych strojoch. Neuveriteľné spracovateľský výkon obrovského zariadenia nakoniec urobí váš malý tablet inteligentnejším a užitočnejším.

Cloud Computing verzus miestne HPC: Ktorá z nich vyhráva pre rozsiahlu AI?

Nie každý má peniaze na kúpu obrovského serverového zariadenia. Toto je presne miesto cloud computing zakročí. Cloud computing umožňuje spoločnostiam prenajímať si energiu cez internet. dostaneš vysokovýkonná výpočtová technika bez toho, aby ste museli stavať obrovskú, hlučnú miestnosť plnú serverov.

Pre vo veľkom meradle AI projekty, cloud je úžasný. Môžete si prenajať malý kúsok najrýchlejší superpočítač na svete len na pár hodín. The vysokovýkonná výpočtová technika svet plne prijal túto myšlienku. To robí HPC prístupné pre menšie značky a školy.

Pre niektorých však stále záleží na vlastníctve lokálneho hardvéru. Niektoré vysoko zabezpečené údaje nemôžu ísť do verejného cloudu. Spoločnosti si teda budujú svoje vlastné mini HPC izby. Či už si to požičiate online alebo kúpite, potrebujete obrovské množstvo vypočítať zdrojov na udržanie konkurencieschopnosti v dnešnej dobe AI rasa.

"Cloud demokratizoval prístup k extrémnemu výpočtovému výkonu. Teraz môže každý startup trénovať model AI."

Ako sa mení predpoveď počasia vďaka superpočítaču?

Jeden klasický prípad použitia pre masívne stroje je predpoveď počasia. Je možné použiť superpočítače predpovedať silné búrky a klimatické zmeny. Agentúry ako napr Národný úrad pre oceán a atmosféru sa na nich veľmi spoliehať. Každý deň prijímajú miliardy údajových bodov zo satelitov.

Používajú tento oceán údajov presne simulovať atmosféru. Vďaka tomu môžu predvídať extrémnym prejavom počasia dní predtým, ako sa stanú. Poskytujú v reálnom čase varovania, ktoré zachraňujú životy a majetok. To si vyžaduje robiť zložitú matematiku miliónkrát za sekundu.

The výpočtový modely pre počasie sú dosť podobné AI modelov. Obaja potrebujú obrovské množstvo údajov, aby sa mohli učiť. Singel výpočet normálne to nemusí trvať dlho počítač. Ale robiť ich miliardy naraz si vyžaduje serióznu, oddanú silu.

Aká je úloha superpočítačov na špeciálne účely v AI?

Niekedy všeobecný stroj jednoducho nie je najlepším nástrojom na danú prácu. Toto je kedy superpočítače na špeciálne účely svietiť. Sú od základov postavené na jednu konkrétnu prácu. sú určený na beh jeden presný typ výpočet dokonale, bez plytvania energiou na čokoľvek iné.

Napríklad výskumníci stavajú stroje len na štúdium kvantová mechanika. Fyzické architektúra je vyladený výhradne pre tú exaktnú vedu. V AI svet, spoločnosti vyrábajú vlastné čipy len pre neurónové siete. Tieto nie sú bežné počítače ktoré používajú prehliadač alebo textový procesor.

Keďže sa zameriavajú výlučne na jednu vec, sú neuveriteľne efektívne. Pokojne môžu byť 10 krát rýchlejšie v tejto jednej úlohe ako bežný stroj. Neplytvajú energiou na každý deň operačný systém. Len chrúmajú čísla, na ktoré boli stavaní. Toto vysoký výkon umožňuje prelomy v AI čo pred desiatimi rokmi nebolo možné.

Zmestí sa jedného dňa superpočítač do notebooku?

Technika sa časom vždy zmenšuje. Veľmi najrýchlejší superpočítač spred dvadsiatich rokov sotva disponoval silou moderného smartfónu. Či sa teda dnešní obri nakoniec zmestia do malého laptop? Odpoveď je áno aj nie.

Moderné superpočítače sú fyzicky masívne. Napríklad niektoré stroje dosahujú dych vyrážajúce rýchlosť 442 petaflopov. (A petaflops je jeden kvadrilión operácie s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu). Toľko tepla a energie jednoducho nezmestíte do a laptop kedykoľvek čoskoro! Zariadenie ako my 14,1-palcový odolný notebook DS141 je extrémne húževnatý, ale nezvládne megawatty spotreba energie potrebné na to.

Avšak, procesor vo svojom dome počítač bude stále oveľa lepšie. Singel jadro dnes je veľa krát rýchlejšie než staré sálové počítače. Teraz máme diely z Intel ktoré súperia s celými serverovňami z 90. rokov. Vaša budúcnosť laptop zvládne miestne AI úlohy s neuveriteľnou ľahkosťou.

Ako bude zajtra vyzerať oblasť výpočtovej AI?

Vzrušujúce výpočtovej oblasti veda sa úplne mieša s AI. Vidíme obrovské systémy fungujúce na miestach ako napr Národné laboratórium Los Alamos a Národné laboratórium Oak Ridge. Neustále posúvajú absolútne hranice toho, čo a počítač môže urobiť.

Budúce stroje sa bez problémov zmiešajú s normálom centrálne procesorové jednotky s úplne novou technikou. Uvidíme špecializovanejšie vektorové počítače sa používa. A vektor čip je skvelý pre špecifické typy matematiky, ktoré AI miluje. Budú používať masívne paralelné spracovanie trénovať AI ešte rýchlejšie ako dnes.

Vrchol superpočítače na svete bude lámať nové rýchlostné rekordy. Čoskoro budeme namiesto toho hovoriť o exaflopoch petaflops. A toto všetko výpočtový sila nakoniec pretečie k nám. To urobí každý počítač používame – od serverov v cloude až po tablet vo vašej ruke – lepšie, rýchlejšie a oveľa inteligentnejšie.

Zhrnutie

Keď sa pozrieme na neuveriteľné skoky vpred vypočítať technológie, je jasné, že masívne spracovanie formuje našu budúcnosť. Z tréningu pokročilý AI pri predpovedaní počasia je extrémny hardvér neviditeľnou chrbticou moderného života.

• A superpočítač je masívny počítač postavený tak, aby spustil komplexnú matematiku veľmi rýchlo.
• Výkon je väčšinou merané v operáciách s pohyblivou rádovou čiarkou per druhý, známy ako a prepadnúť.
• AI sa výrazne spolieha na výpočtový výkon, ktorý poskytuje jednotky grafického spracovania (GPU).
• Moderné vybavenie použiť paralelné spracovanie rozdeliť veľkú prácu stovky alebo tisíce čipov.
• Cloud computing robí vysokovýkonná výpočtová technika prístupné pre menšie podniky.
• The výpočtovej oblasti veda stále rastie, posúva ju dopredu laboratóriá a nové procesor dizajnov.