Teknolojia inasonga haraka sana. Huenda unanunua kompyuta za mkononi za kawaida au kompyuta ndogo kwa ajili ya wilaya ya shule leo. Walakini, uchawi halisi wa siku zijazo hufanyika mbali katika vituo vikubwa vya data. Mashine kubwa huchakata habari nyingi ili kufanya vifaa vyetu vya elektroniki vya kila siku kuwa nadhifu na haraka zaidi. Chapisho hili linaelezea jinsi nguvu kubwa ya hesabu na AI inavyounda vifaa ambavyo sote tunavitegemea. Soma ili kuona jinsi maunzi ya watumiaji wa kesho yanavyoundwa na mifumo ya kisasa zaidi.

Kompyuta kubwa ni nini hasa na inahesabu vipi?

A kompyuta kubwa kimsingi ni wa hali ya juu kompyuta yenye nguvu. Ni mahususi iliyoundwa ili kukimbia kazi kubwa. Inaweza kwa urahisi kutatua matatizo magumu kwamba mashine ya kawaida haiwezi kushughulikia. Wakati wahandisi wanapima utendaji wa kompyuta kubwa, haziangalii kasi za kawaida za saa kama vile ungefanya kwenye Kompyuta ya nyumbani. Badala yake, kasi yake ni kipimo katika shughuli za sehemu ya kuelea kwa pili. Kwa kawaida tunaita hii a flop.

Ili kufikia hii ya ajabu kiwango cha utendaji, moja kompyuta kubwa inaweza kuwa na makumi ya maelfu ya wasindikaji. Sehemu hizi ndogo hufanya kazi kwa karibu sana kufanya kama ubongo mmoja mkubwa. Mkubwa kompyuta kubwa zinatengenezwa ya vipande vidogo vya kimwili ambavyo ni zimeunganishwa katika nodi za kukokotoa. Haya hesabu nodi shughulikia vipande vidogo vya fumbo kubwa kwa wakati mmoja. Wanachakata matrilioni ya mahesabu kwa sekunde kwa kasi ya kizunguzungu.

Hii kubwa hesabu nguvu ni muhimu kabisa kwa kisasa AI. Iwe inatabiri mitindo ya ununuzi au kutoa mafunzo kwa wasaidizi mahiri wa sauti, AI inahitaji rasilimali nyingi. Kompyuta kubwa pia ziko kutumika kujaribu miundo ya programu na maunzi ambayo hatimaye hutua kwenye vifaa vya watumiaji. Kila kompyuta kibao mpya au simu mahiri hunufaika kutokana na unyanyuaji mzito unaofanywa na a kompyuta kubwa muda mrefu kabla ya bidhaa kugonga rafu.

Je, Supercomputing Ilianzaje katika Historia ya Kompyuta?

Hadithi ya kompyuta kubwa ilianza miongo mingi iliyopita. The kompyuta kuu ya kwanza alizaliwa wakati wanasayansi wa mapema na wahandisi wa kijeshi walitaka kasi zaidi. Seymour Cray alikuwa mtu wa hadithi katika enzi hii ya mapema. Alitengeneza maarufu CDC 6600 wakati wa kufanya kazi Shirika la Data la Kudhibiti. Wanahistoria wengi huita CDC 6600 mwanzo wa kweli wa kisasa teknolojia ya kompyuta.

Kabla ya mashine hiyo kufika, miradi mingine kama vile IBM 7030 kuwepo. Hasa, the IBM 7030 Nyoosha alijaribu kusukuma mipaka ya kile mashine inaweza kufanya. Hata hivyo, Seymour Cray alitumia miundo ya ujanja ya kupoeza na waya mnene kufanya mashine yake iwe na kasi zaidi. Mapema kutumia kompyuta kubwa mifumo ya kipekee ya wiring ili kupunguza ucheleweshaji wa ishara kati ya sehemu. Walikuwa tofauti sana na kitu kingine chochote kilichojengwa wakati huo.

Huko nyuma katika siku hizo za mapema, kasi ya mashine wakati mwingine ilikadiriwa tu maagizo milioni kwa sekunde. Hiyo inaonekana polepole sana leo! Sasa, kisasa AI mifano inahitaji zaidi ya hiyo. Lakini siku hizo za mapema ziliweka hatua. Walithibitisha kuwa wanadamu wanaweza kuunda mashine kubwa kushughulikia hesabu za kichaa.

Kwa nini Kompyuta za Kawaida ni tofauti na Kompyuta yenye Utendaji wa Juu?

Fikiria kuhusu kifaa kilichoketi kwenye dawati lako sasa hivi. Eneo-kazi la kawaida au biashara 16 Inch Laptop DS160N95 ni nzuri kwa kazi ya kila siku. Kompyuta za kawaida kawaida huwa na kuu moja mchakataji. Wanaweza kuwa na wachache Cores za CPU. Lakini a kompyuta yenye utendaji wa juu ni mnyama tofauti kabisa.

Msingi mfumo wa kompyuta hushughulikia kazi za mtu mmoja kwa wakati mmoja. Inaweza kutumia kiwango mfumo wa uendeshaji kama Windows au Android. Kwa kulinganisha, mashine kubwa za utafiti vyenye makumi ya maelfu ya sehemu. Wana makumi ya maelfu ya nodi kufanya kazi mara moja. Unapoandika kwenye a kompyuta ya mkononi, inahisi haraka sana kwako. Lakini haiwezi kuendesha ulimwengu AI simulizi au kielelezo cha jenomu la binadamu.

Yako ya kila siku kompyuta za kibinafsi zimejengwa kwa gharama ya chini, kubebeka, na joto la chini. Kituo kikubwa lazima kidhibiti kwa uangalifu uliokithiri matumizi ya nguvu. Kiwango kompyuta ya mkononi huvuta nguvu ya betri polepole. Kituo kikubwa cha data kinatumia nguvu ya kutosha kuwasha mji mdogo!

• Kompyuta ya mkononi: CPU 1, RAM ya GB 8-16, inaendeshwa kwa betri, iliyoundwa kwa ajili ya mtumiaji 1.
• Kompyuta kuu: Mamilioni ya chembe, petabytes za RAM, zinahitaji mtambo wa kuzalisha umeme, ulioundwa kwa hifadhidata kubwa.

Usindikaji Sambamba Unaboreshaje Nguzo ya Kompyuta?

Ili kutengeneza mashine haraka, wahandisi huunganisha maelfu yao pamoja. Hii inaunda mtandao mkubwa unaoitwa a nguzo. Ndani ya a nguzo, sehemu lazima ziongee haraka. Wanatumia maalum, kasi ya juu kuunganisha mfumo wa cable. Hii inasaidia boresha mtiririko wa data kati ya sehemu zote.

Wahandisi tumia usindikaji sambamba kugawanya mzigo wa kazi. Kimsingi, supercomputing ni fomu ya usindikaji sambamba. Inavunja kazi kubwa katika vipande vidogo. Kisha, mamia au maelfu ya chips kutatua vipande hivyo kwa wakati mmoja. Wazo hili rahisi la usambamba ndio hufanya uchawi kutokea. Fikiria kama kupika chakula kingi: mpishi mmoja huchukua muda mrefu, lakini wapishi mia wanaofanya kazi pamoja humaliza kwa dakika.

Neno supercomputing wakati mwingine hutumiwa sawa na HPC (kompyuta ya utendaji wa juu). Kusimamia kazi nzito mzigo wa kazi, programu ya kudhibiti lazima iwe nadhifu sana. Leo, AI programu zimeundwa ili kuenea kikamilifu katika a nguzo. Mbinu hii inaitwa usindikaji sambamba sana. Inatoa mfumo mzima wa ajabu matokeo na ufanisi.

Je, AI Itasukumaje Mipaka ya Nguvu ya Kihesabu?

Leo, AI ndiye kiendeshaji kikubwa cha tasnia ya teknolojia. Mafunzo mapya AI inahitaji kiasi kikubwa cha hesabu. Kuna maalum matatizo yanayohitaji hesabu kali ya kutatua. The mahesabu magumu na makubwa yaliyotumika na mitandao ya neva ni ya kushangaza. Kwa kweli, mahesabu makubwa yanayotumiwa na kompyuta kubwa leo ni karibu zaidi kwa AI utafiti.

Ili kushughulikia hii nzito ya kimahesabu mzigo, chipsi za kawaida hazitoshi. Tunategemea sana vitengo vya usindikaji wa picha au GPU. A mchoro chip ni kamili kwa ajili ya AI. Inafanya shida nyingi za hesabu kwa wakati mmoja. Makampuni kama Intel na Nvidia huunda sehemu maalum kwa sababu hii.

Haya AI kazi huboresha vifaa unavyonunua kila siku. Kwa mfano, kamera mahiri inaangazia katika yetuKompyuta Kibao ya Inchi 10.1 X12 Pro tegemea AI mifano ambayo awali ilifunzwa kwenye mashine kubwa. Ya ajabu nguvu ya usindikaji ya kituo kikubwa hatimaye hufanya kompyuta yako ndogo kuwa nadhifu na kusaidia zaidi.

Cloud Computing dhidi ya HPC ya Ndani: Je, Ni ipi Inayoshinda kwa AI ya Kiwango Kikubwa?

Sio kila mtu ana pesa za kununua kituo cha seva kubwa. Hapa ndipo hasa kompyuta ya wingu hatua ndani. Kompyuta ya wingu huruhusu makampuni kukodisha nguvu kwenye mtandao. Unapata kompyuta ya utendaji wa juu bila kulazimika kujenga chumba kikubwa, chenye kelele kilichojaa seva.

Kwa kwa kiasi kikubwa AI miradi, wingu ni ya kushangaza. Unaweza kukodisha kipande kidogo kompyuta kuu yenye kasi zaidi duniani kwa masaa machache tu. The kompyuta ya utendaji wa juu ulimwengu umekubali wazo hili kikamilifu. Inafanya HPC kupatikana kwa chapa ndogo na shule.

Walakini, kumiliki vifaa vya ndani bado ni muhimu kwa wengine. Baadhi ya data iliyo salama sana haiwezi kwenda kwenye wingu la umma. Kwa hiyo, makampuni yanajenga mini yao wenyewe HPC vyumba. Iwe unaikodisha mtandaoni au kuinunua, unahitaji pesa nyingi hesabu rasilimali ili kubaki na ushindani katika siku za leo AI mbio.

"Wingu lilifanya ufikiaji wa kidemokrasia kwa nguvu kubwa ya kukokotoa. Sasa, uanzishaji wowote unaweza kutoa mafunzo kwa muundo wa AI."

Je, Utabiri wa Hali ya Hewa Unabadilikaje Shukrani kwa Supercomputing?

Kesi moja ya kawaida ya utumiaji wa mashine kubwa ni utabiri wa hali ya hewa. Kompyuta kubwa zinaweza kutumika kutabiri dhoruba kali na mabadiliko ya hali ya hewa. Mashirika kama Utawala wa Kitaifa wa Bahari na Anga kuwategemea sana. Wanameza mabilioni ya pointi za data kutoka kwa satelaiti kila siku.

Wanatumia bahari hii ya data kwa usahihi kuiga anga. Kwa kufanya hivi, wanaweza kutabiri matukio ya hali ya hewa kali siku kabla hayajatokea. Wao hutoa wakati halisi maonyo ya kuokoa maisha na mali. Hii inahitaji kufanya hesabu ngumu mamilioni ya nyakati kwa sekunde.

The ya kimahesabu mifano ya hali ya hewa ni sawa na AI mifano. Wote wawili wanahitaji kiasi kikubwa cha data ili kujifunza. Moja hesabu inaweza kuchukua muda mrefu kwa kawaida kompyuta. Lakini kufanya mabilioni yao mara moja kunahitaji nguvu kubwa, iliyojitolea.

Je! Jukumu la Kompyuta za Kusudi Maalum katika AI ni nini?

Wakati mwingine, mashine ya jumla sio chombo bora kwa kazi hiyo. Huu ndio wakati kompyuta zenye kusudi maalum kuangaza. Zinajengwa kutoka chini hadi kwa kazi moja maalum. Wao ni iliyoundwa ili kukimbia aina moja halisi ya hesabu kikamilifu, bila kupoteza nishati kwa kitu kingine chochote.

Kwa mfano, watafiti huunda mashine ili tu kusoma mechanics ya quantum. Ya kimwili usanifu imetungwa kwa ajili ya sayansi hiyo halisi. Katika AI Ulimwenguni, kampuni huunda chip maalum kwa mitandao ya neva. Hawa sio kompyuta za kawaida inayoendesha kivinjari au kichakataji maneno.

Kwa sababu wanazingatia kabisa jambo moja, wana ufanisi mkubwa sana. Wanaweza kuwa kwa urahisi mara 10 haraka katika kazi hiyo moja kuliko mashine ya jumla. Hawapotezi nishati kila siku mfumo wa uendeshaji. Wao tu crunch idadi wao walikuwa kujengwa crunch. Hii utendaji wa juu inaruhusu mafanikio katika AI hiyo haikuwezekana miaka kumi iliyopita.

Je! Kompyuta kubwa Siku Moja Itatoshea kwenye Kompyuta ya Laptop?

Teknolojia daima hupungua kwa wakati. sana kompyuta kubwa ya haraka zaidi kutoka miaka ishirini iliyopita ilikuwa vigumu kuwa na uwezo wa smartphone ya kisasa. Kwa hivyo, makubwa ya leo hatimaye yanafaa kuwa ndogo kompyuta ya mkononi? Jibu ni ndiyo na hapana.

Kompyuta kubwa za kisasa ni kubwa kimwili. Kwa mfano, baadhi ya mashine kufikia breathtaking kasi ya 442 petaflops. (A petaflops ni quadrillion shughuli za sehemu ya kuelea kwa sekunde) Huwezi kutoshea joto na nishati nyingi katika a kompyuta ya mkononi hivi karibuni! Kifaa kama chetu 14.1 Inch Rugged Laptop DS141 ni ngumu sana, lakini haiwezi kushughulikia megawati za matumizi ya nguvu inahitajika kwa hilo.

Hata hivyo, mchakataji ndani ya nyumba yako kompyuta itaendelea kuwa bora zaidi. Moja msingi leo ni nyingi mara kwa kasi zaidi kuliko mifumo kuu ya zamani. Sasa tuna sehemu kutoka Intel ambazo zinashindana na vyumba vyote vya seva kutoka miaka ya 1990. Wakati ujao wako kompyuta ya mkononi itashughulikia mitaa AI kazi kwa urahisi wa ajabu.

Je! Sehemu ya AI ya Kuhesabu Inaonekana Je Kesho?

Ya kusisimua uwanja wa hesabu sayansi inachanganyikana kabisa na AI. Tunaona mifumo mikubwa ikifanya kazi katika maeneo kama Maabara ya Kitaifa ya Los Alamos na Maabara ya Kitaifa ya Oak Ridge. Wanasukuma mara kwa mara mipaka kamili ya kile a kompyuta anaweza kufanya.

Mashine za siku zijazo zitachanganyika bila mshono kawaida vitengo vya usindikaji vya kati na teknolojia mpya kabisa. Tutaona maalum zaidi kompyuta za vekta inatumika. A vekta chip ni nzuri kwa aina maalum za hesabu hiyo AI anapenda. Watatumia usindikaji sambamba sana kutoa mafunzo AI hata haraka kuliko leo.

Juu kompyuta kubwa duniani itaendelea kuvunja rekodi mpya za kasi. Hivi karibuni, tutazungumza juu ya exaflops badala ya petaflops. Na haya yote ya kimahesabu nguvu hatimaye itashuka kwetu. Itafanya kila kompyuta tunatumia—kutoka seva kwenye wingu hadi kompyuta kibao iliyo mkononi mwako—bora zaidi, haraka na nadhifu zaidi.

Muhtasari

Tunapoangalia miruko ya ajabu ndani hesabu teknolojia, ni wazi kwamba usindikaji mkubwa hutengeneza maisha yetu ya baadaye. Kutoka kwa mafunzo ya juu AI kwa utabiri wa hali ya hewa, vifaa vilivyokithiri ni uti wa mgongo usioonekana wa maisha ya kisasa.

• A kompyuta kubwa ni mkubwa kompyuta imejengwa ili kuendesha hesabu ngumu haraka sana.
• Utendaji ni zaidi kipimo katika shughuli za sehemu ya kuelea kwa pili, inayojulikana kama a flop.
• AI inategemea sana ya kimahesabu nguvu zinazotolewa na vitengo vya usindikaji wa picha (GPU).
• Vifaa vya kisasa tumia usindikaji sambamba kugawanya kazi kubwa mamia au maelfu ya chips.
• Kompyuta ya wingu hufanya kompyuta ya utendaji wa juu kupatikana kwa biashara ndogo ndogo.
• The uwanja wa hesabu sayansi inaendelea kukua, ikisukumwa mbele na maabara na mpya mchakataji miundo.