แนวความคิดหลัก: ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Exascale Nascent

movie-online

ในปีถัดไปผู้จัดการห้องทดลองแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงาน (DOE) ในเมือง Lemont เมืองอิลลินอยส์จะเปิดเครื่องคำนวณขนาดสนามเทนนิส 10 สนามแล้วก็ยกฐานะประเทศไปสู่สมัยใหม่ของคอมพิวเตอร์

หนัง hd เมนเฟรมค่า 500 ล้านดอลลาร์ที่เรียกว่าออโรร่าบางทีอาจแปลงเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์“ เอ็กสแคล” เครื่องแรกของโลกสถานที่ทำงานได้ถึง 1018 หรือ 1 quintillion ต่อวินาที คาดว่าออโรราจะมีคุณภาพสูงสุดมากยิ่งกว่าสองเท่าของผู้ครอบครองสถิติซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในขณะนี้ซึ่งเป็นเครื่องชื่อ Fugaku ที่ RIKEN Center for Computational Science ในเมืองโกเบญี่ปุ่น Fugaku และก็เครือญาติการคำนวณปฏิบัติภารกิจสำคัญในความเจริญทางด้านวิทยาศาสตร์ยุคใหม่การเลียนแบบเหตุการณ์มีความจำเป็นต่อการศึกษาและทำการค้นพบในมากมายสาขา แม้กระนั้นการเปลี่ยนไปใช้ exascale จะไม่ใช้ว่าจะง่าย “ เมื่อเครื่องจักรกลุ่มนี้เติบโตขึ้นพวกมันก็ยากขึ้นเรื่อยสำหรับเพื่อการใช้ประโยชน์อย่างมีคุณภาพ” Danny Perez นักฟิสิกส์จาก Los Alamos National Laboratory ใน NM กล่าว “ พวกเราจำต้องแปลงกระบวนทัศน์เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์แนวทางที่พวกเราพัฒนาโปรแกรมของพวกเราและก็แนวทางที่พวกเราจัดแจงการคำนวณแล้วก็การจัดการข้อมูล” โน่นเป็นเพราะเหตุว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นสัตว์ร้ายที่สลับซับซ้อนมีตู้ที่มีโปรเซสเซอร์นับแสนตัว เพื่อโปรเซสเซอร์พวกนี้ปฏิบัติงานเป็นเอนทิตีเดียวซูเปอร์คอมพิวเตอร์จำต้องส่งข้อมูลไปๆมาๆระหว่างส่วนต่างๆของมันโดยเรียกใช้การคำนวณจำนวนหลายชิ้นในขณะเดียวกันทั้งสิ้นในเวลาที่ประหยัดพลังงานให้ต่ำที่สุด การเขียนโปรแกรมสำหรับในการคำนวณแบบคู่ขนานนั้นไม่ใช้ว่าจะง่ายและก็นักทฤษฎีจำเป็นที่จะต้องใช้ประโยชน์จากวัสดุใหม่ๆได้แก่การเล่าเรียนของเครื่องรวมทั้งปัญญาประดิษฐ์เพื่อสร้างความรุ่งโรจน์ทางด้านวิทยาศาสตร์ จากความท้าพวกนี้นักค้นคว้าได้คิดแผนในการประเมินผลแบบ Exascale มานานกว่าทศวรรษ หลายประเทศกำลังชิงชัยกันเพื่อได้มาเป็นอันดับแรกๆ จีนได้พูดว่าจะมีเครื่องจักร Exascale ข้างในปลายปี 2020 ถึงแม้ผู้ชำนาญนอกประเทศจะแสดงความข้องใจเกี่ยวกับกรอบปัจจุบันนี้ก่อนที่จะความช้าจะมีต้นเหตุจากการแพร่ระบาดของโรคระบบฟุตบาทหายใจกะทันหันร้ายแรงระดับนานาชาติ coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ประเทศสหรัฐอเมริกาตั้งเป้าหมายที่จะให้ Aurora เปิดจัดการในปี 2564 เพิ่มการคำนวณการเพิ่มขึ้นของพลังของคอมพิวเตอร์เป็นไปตามกฎของมัวร์ซึ่งตั้งชื่อตามกอร์ดอนมัวร์ผู้ร่วมจัดตั้ง Intel ซึ่งตั้งข้อคิดเห็นในปี 1965 ว่าพลังการประมวลผลของชิปคอมพิวเตอร์มากขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆสองปี ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เปลี่ยนแปลงจากความรู้ความเข้าใจสำหรับเพื่อการดำเนินงานหลายพันครั้งต่อวินาทีเป็นล้านครั้งต่อจากนั้นเป็นพันล้านแล้วต่อจากนั้นเป็นล้านล้านต่อวินาทีโดยที่ความรู้ความเข้าใจมากขึ้นราวหนึ่งพันเท่าต่อทศวรรษ การประมวลผลที่ทรงอำนาจแบบนี้จำต้องใช้กระแสไฟฟ้าปริมาณมากมาย โชคร้ายที่พลังนี้โดยมากกำลังสูญเสียไปเหตุเพราะความร้อนที่เสียเปล่าซึ่งเป็นความตื่นตระหนกอย่างยิ่งในตอนกึ่งกลางทศวรรษที่ 2000 เพราะว่านักค้นคว้าได้ต่อสู้กับการคำนวณแบบ Petascale ซึ่งสามารถคำนวณได้ 1,015 ครั้งต่อวินาที ข้างในปี 2549 ไอบีเอ็มแก้ไขปัญหานี้ได้ส่วนหนึ่งโดยการออกแบบชิปที่เรียกว่าหน่วยประเมินผลกราฟิก (GPU) ซึ่งมีไว้สำหรับ Sony PlayStation 3 GPU ที่พึ่งเปิดตัวใหม่เป็นพิเศษในการแสดงภาพความละเอียดสูงอย่างเร็ว หนังใหม่ hd

พวกเขาแบ่งการคำนวณที่สลับซับซ้อนออกเป็นงานขนาดเล็กสถานที่ทำงาน

ดูบอลสด พร้อมซึ่งเรียกว่าการทำแบบขนานทำให้เร็วแล้วก็ใชัพลังงานน้อยลงมากยิ่งกว่าหน่วยประมวลผลกลางทั่วๆไป (CPU) GPU มีคุณประโยชน์สำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ในปี 2008 เมื่อ Los Alamos Laboratory เปิดตัว Roadrunner ซึ่งเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ Petascale ตัวแรกของโลกมีชิปที่ได้รับแรงจูงใจจาก GPU 12,960 ตัวพร้อมด้วย CPU 6,480 ตัวแล้วก็ดำเนินงานได้สองเท่าเหมือนกับระบบที่ยอดเยี่ยมต่อไปเวลานี้ เว้นเสียแต่ GPU แล้ว Roadrunner ยังรวมของใหม่อื่นๆเพื่อใช้ไฟฟ้าน้อยลงฟ้าดังเช่นว่าการเปิดองค์ประกอบเมื่อต้องเพียงแค่นั้น คุณภาพการใช้พลังงานดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นมีความหมายเนื่องจากว่าการคาดเดาสำหรับการบรรลุ exascale ในยุคนั้นทำให้เห็นว่าวิศวกรควรจะมี“ โรงไฟฟ้าปรมาณูครึ่งเดียวสำหรับการเคลื่อนคอมพิวเตอร์” Perez กล่าวสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อกันสูงความสามารถบางทีอาจถูกบีบคอเนื่องด้วยปัญหาคอขวดอาทิเช่นความรู้ความเข้าใจสำหรับในการเข้าถึงหน่วยความจำหรือจัดเก็บรวมทั้งดึงข้อมูลได้อย่างเร็ว ในความจริงเครื่องแบบใหม่อุตสาหะหลบหลีกการสับข้อมูลบริเวณให้เยอะที่สุดบางคราวก็คำนวณจำนวนซ้ำแทนที่จะกู้คืนจากหน่วยความจำที่ช้า ปัญหาด้านหน่วยความจำรวมทั้งการดึงข้อมูลคาดว่าจะห่วยแตกลงใน exascale แค่นั้น แม้การเชื่อมต่ออะไรก็แล้วแต่ในห่วงโซ่ของการคำนวณมีปัญหาคอขวดอาจจะเป็นผลให้กำเนิดปัญหาใหญ่ขึ้นได้ ซึ่งมีความหมายว่าคุณภาพสูงสุดของเครื่องซึ่งเป็นพลังการประมวลผลสูงสุดตามแนวความคิดซึ่งสามารถเข้าถึงได้จะต่างจากคุณภาพที่ยืนยงในโลกที่ความจริง “ ในเรื่องที่ดีเยี่ยมที่สุดพวกเราสามารถทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นได้โดยประมาณ 60 หรือ 70 เปอร์เซ็นต์” Depei Qian นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เกียรติยศของมหาวิทยาลัย Beihang ในกรุงปักกิ่งจีนกล่าวซึ่งช่วยเป็นหัวหน้าสำหรับในการส่งเสริมความพากเพียรของจีน อุปกรณ์ไม่ใช่ความท้าเพียงอย่างเดียว – โปรแกรมคอมพิวเตอร์มากับชุดปัญหาของตนเอง

Tags: