Cén úsáid a bhaintear as? Teorainn, an t-ollríomhaire is cumhachtaí agus is tapúla ar domhan ag feidhmiú ag Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge? Ó shamhaltú imoibreora go réamhaisnéis aeráide.
Tá comhthéacs níos leithne ag an gceist seo. Is minic a chuirtear ceist orm cén fáth a dtógaimid meaisíní cumhachtacha den sórt sin ar chor ar bith, más féidir le ríomhaire a bheith ag gach duine againn? Ar ndóigh, is meaisíní costasacha iad superríomhairí a ídíonn méid ollmhór fuinnimh, ach tá an méid a fhaighimid uathu i bhfad níos luachmhaire. Sa lá atá inniu déanfaidh mé iarracht é a mhíniú ag baint úsáide as sampla an sárríomhaire Frontier.
Suimiúil freisin: Stair OpenAI: Cad a bhí ann agus cad atá amach romhainn don chuideachta
Cén fáth a dteastaíonn sárríomhairí uainn?
I mbeagán focal, is féidir le sárríomhairí sruthanna ollmhóra faisnéise a phróiseáil. Tá ár saol ag athrú go han-tapa, tá bunachar sonraí ollmhór cruthaithe ag an gcine daonna nach mór a phróiseáil, a anailísiú, a ghrúpáil, a shábháil, ar deireadh. Cabhróidh sé seo linn, mar shampla, chun cógais nua, níos saoire agus níos éifeachtaí a fháil, ábhair níos marthanaí, athruithe aeráide le blianta fada a thuar, etc. Ligeann sárríomhairí dúinn iompar rudaí a bhfuilimid chun a thógáil a shamhaltú, mar imoibreoirí comhleá. Agus níl anseo ach roinnt samplaí de chur i bhfeidhm na n-ollríomhairí is tapúla. Sea, tá siad an-daor a mhonarú agus a chothabháil, ach is fiú iad.
Ach déanaimis tosú leis na bunghnéithe. Cad is sárríomhaire ann ar aon nós? Níl aon sainmhíniú soiléir ar seo fós. Mar sin féin, gné shainiúil de gach sár-ríomhaire atá ag feidhmiú faoi láthair ná cumhacht ríomhaireachta an-ard. Is féidir sainmhíniú simplithe a fháil ar an Idirlíon, dá réir is meaisín é supercomputer is féidir feidhmíocht ríomhaireachta 1 teraflops ar a laghad a bhaint amach, i.e. 1012 (trilliún) oibríochtaí snámhphointe in aghaidh an tsoicind. Tá sé seo go leor i gcomparáid le gnáth-ríomhairí baile.
Más luaithe a rinneadh luas na ríomhairí a thomhas in IPS (treoracha in aghaidh an tsoicind), b’éigean aonad nua a chumadh le haghaidh sár-ríomhairí – FLOPS, i.e. oibríochtaí snámhphointe in aghaidh an tsoicind. Dá airde an uimhir seo, is amhlaidh is cumhachtaí an ríomhaire.
Ar ndóigh, éiríonn cur chuige bunaithe ar thairseach ríomhaireachtúil áirithe as dáta go tapa go leor, toisc go bhfuil feidhmíocht na bpróiseálaithe atá mar chroílár na meaisíní seo ag athrú agus ag fás i gcónaí. Le gach scaoileadh próiseálaithe nua, méadaíonn táirgiúlacht ríomhairí nua-aimseartha freisin. Mar sin féin, tá sé an-deacair iad a thógáil agus costas airgeadais.
Léigh freisin: Tionscadal Inchinne Daonna: Iarracht ar aithris a dhéanamh ar inchinn an duine
Cad iad na sár-ríomhairí is tapúla?
Tá na sonraí is déanaí againn ar an gceist seo. I mí na Samhna 2023, d’fhoilsigh an láithreán gréasáin Top500.org, a bhfuil rátálacha feidhmíochta na ríomhairí is cumhachtaí ar domhan le blianta fada anuas foilsithe go rialta aige, an 62ú eagrán is déanaí de rangú Top500, a chuireann i láthair na 500 sárríomhaire is éifeachtaí atá ann faoi láthair. .
Tá córas Frontier fós ar an sárríomhaire is éifeachtaí ar an phláinéid. Is é an sár-ríomhaire seo an chéad chóras ríomhaireachta exascale ar domhan, is é sin, sháraigh a luas 1 exaflops. Tá Frontier féin suite ag an tSaotharlann Náisiúnta, atá suite i Oak Ridge, Tennessee, SAM. Is é an t-ollríomhaire seo an ceannaire reatha a bhfuil scór HPL aige (Ardfheidhmíocht LINPACK - tástáil speisialta a dhéanann measúnú ar amhfheidhmíocht sárríomhairí) ag 1193 Eflops (is ionann exaflop agus quintillion, nó 1018 ríomhaireachtaí snámhphointe in aghaidh an tsoicind).
Chun comparáid a dhéanamh: luas an sliseanna is cumhachtaí Apple Is é an M1 Ultra thart ar 21 teraflops (aon trilliún FLOPS). Tá an líon ollmhór, sin fíric. Is ionadh é, ar ais i 2002 bhí ríomhaire ann a d'fhorbair luas níos mó fós - is é seo an t-ollríomhaire Earth Simulator den fathach teicneolaíochta Seapánach NEC Corporation. Bhí a luas thart ar 36 teraflops!
Úsáideann an Frontier próiseálaithe AMD EPYC 64C 2GHz agus tá sé bunaithe ar an ailtireacht HPE Cray EX235a is déanaí. Tá sé le chéile ó phróiseálaithe 9408 AMD EPYC agus 37632 luasairí AMD Instinct MI250x. San iomlán, tá 8 croíleacan próiseálaí agus grafaicí sa chóras. Ina theannta sin, tá éifeachtúlacht cumhachta mórthaibhseach ag an Teorainn de 699 GFlops / vata agus úsáideann sé líonrú HPE Slingshot 904 chun sonraí a aistriú. Mar sin, le linn na dtástálacha, tá sé in ann suas le 52,59 exaflops a tháirgeadh. Shroich an bhuaicfheidhmíocht 11 exaflops. Meastar go mbeidh costas $1,1 milliún ar an ngléas.
Is é seo an chéad sár-ríomhaire agus go dtí seo an t-aon sárríomhaire ar domhan a oibríonn i mód flops. Tháinig Frontier chun bheith ina cheannaire bliain ó shin, ach níor lig sé d’aon duine fiú cur isteach ar a sheasamh i rangú Meitheamh 2023. Agus go dtí seo, ag tús na bliana 2024, is é an supercomputer Meiriceánach an ceann is táirgiúla ar domhan.
Ach tá eolaithe ag moladh cheana féin go mb'fhéidir tar éis roinnt ama go mbeidh air a admháil go bhfuil an superiority meaisín Meiriceánach eile: an Superríomhaire Aurora.
De réir an rangú is déanaí, tá an sár-ríomhaire Aurora nua le sliseanna Intel Sapphire Rapids, ag rith ag Áis Ríomhaireachta Ceannaireachta Argonne in Illinois, SAM, sa dara háit le feidhmíocht HPL de 585,34 PFlops. Cé nach bhfuil anseo ach leath fheidhmíocht sárríomhaire suaitheanta Frontier, níl córas Aurora críochnaithe fós, agus níl ach leath den chóras deiridh atá beartaithe ag feidhmiú faoi láthair. Nuair a bheidh sé críochnaithe, is dócha go sáróidh feidhmíocht thuartha Aurora 2 EFLops. Tá an sár-ríomhaire Aurora, cruthaithe ag Intel, bunaithe ar ailtireacht HPE Cray EX - Intel Exascale Compute Blade, úsáideann próiseálaithe Intel Xeon CPU Series Max agus luasairí Intel Data Center GPU Max Series. Mar atá i Frontier, tá líonra HPE Slinghot-11 freagrach as aistriú sonraí.
Is é an tríú sár-ríomhaire is éifeachtaí ná córas nua scamall-bhunaithe ar a dtugtar Eagle Microsoft Azure i SAM. Is fiosracht teicneolaíochta é seo, toisc gur sárríomhaire scamall é Eagle, agus is é an tríú háit i rangú Top500 an ceann is airde riamh a bhain córas scamall amach. Microsoft Tá feidhmíocht HPL de 561,2 PFlops ag Eagle, agus is é an croí ríomhaireachta próiseálaithe agus luasairí Intel Xeon Platinum 8480C NVIDIA H100.
Anseo is fiú an sár-ríomhaire Seapánach Fugaku a lua, a bhfuil a fheidhmíocht níos mó ná trí huaire níos lú ná Frontier, agus ceann de na supercomputers is táirgiúla san am atá caite - LUMI. Cé go bhfuil na Síne fós ag tógáil rud éigin cumhachtach, tá sé ar fad sa todhchaí.
Suimiúil freisin: Réamhaisnéisí teicneolaíochta do 2024: cad a bheith ag súil leis?
Cén fáth a bhfuil an oiread sin cumhachta ríomhaireachta de dhíth orainn?
B'fhéidir go mbeadh meas agat ar éifeachtacht na n-innill is tapúla ar domhan, ach ní bhaineann an fheidhmíocht a bhaineann siad amach taifid a bhriseadh, ach na torthaí ríomha atá ag teastáil a fháil san am is giorra is féidir. Ní úsáideann aon úsáideoir sárríomhaire an meaisín sin chun ríomhphost a scríobh nó cur i láthair a ullmhú. Cur amú uafásach a bheadh ann meaisíní dá leithéid a úsáid chun tascanna a dhéanamh is féidir linn a dhéanamh ar ghléasanna inár dtithe. Tar éis an tsaoil, ceadaíonn cumas ríomhaireachta na n-ollríomhairí leat gníomhartha a dhéanamh nach bhfuil ar fáil ar ghnáth-ríomhairí.
Cad iad na tascanna a bhfuil muid ag caint faoi? Gcéad dul síos, faoi na cinn is féidir a thabhairt tairbhe fíor, agus ní gá go bhfuil na iad siúd is féidir a thiontú láithreach i airgead. Is fiú a mheabhrú nár caitheadh ach thart ar 600 milliún dollar SAM ar chruthú an fhorríomhríomhaire Frontier. Ar ndóigh, tá a úsáid agus costais chothabhála leanúnach suntasach freisin. Áitíonn an supercomputer achar de 680 méadar cearnach agus ídíonn 21 MW leictreachais.
Úsáidtear Frontier, cosúil le sár-ríomhairí eile,, i measc rudaí eile, le haghaidh tascanna ar nós samhaltú aeráide, taighde agus táirgeadh leigheasanna nua atá ríthábhachtach don chine daonna, taighde ar theicneolaíochtaí ábhar nua, etc. Ar ndóigh, tá raon feidhme na dtascanna a dhéanann an cineál seo trealaimh i bhfad níos leithne agus folaíonn sé, mar shampla, anailís ar thacair sonraí ollmhóra de chineálacha éagsúla: airgeadais, leighis, íomhánna satailíte, samhaltú feiniméin fhisiceacha agus go leor, go leor eile. Toisc gurb é Frontier an chéad sárríomhaire exascale ligeann dó tascanna a dhéanamh a bheadh deacair fiú ar shárríomhairí eile.
Mar shampla, is féidir samhaltú shaolré iomlán imoibreora teirmeanúicléigh. Sea, ní earráid é seo. Níl aon ghléasra cumhachta comhleá amháin ar domhan fós, ach de bharr chumhacht ríomhaireachta chumhachtach exascale Frontier is féidir iompar imoibreora comhleá hipitéiseach a insamhladh agus iompar an phlasma in imoibreoir den sórt sin a thuar. Ar ndóigh, go dtí go ndéantar fuinneamh thermonuclear a thráchtálú, tá sé deacair smaoineamh ar na buntáistí, ach níl aon amhras ar aon duine ar fud an domhain gur fiú an chumhacht ríomhaireachta a chuirfidh le cruthú agus forbairt fuinnimh thermonuclear agus a shábháil ar an gcine daonna go léir ó ghanntanas fuinnimh. infheistíocht.
Léigh freisin: Ar fad faoi Microsoft Copilot: an todhchaí nó an bealach mícheart?
Ollríomhríomhairí agus leigheasanna
Is é ceann de na feidhmeanna atá ag superríomhairí ná ríomhaireachtaí casta agus dian ar fhuinneamh a bhaineann le struchtúr ceimiceán agus comhdhúile orgánacha. Is uirlis í an anailís chúramach ar iompar substaintí aonair, is féidir mar gheall ar an gcumas iompar cumaisc ar leith a insamhladh ar leibhéal an-bheacht, a ligeann d'fhorbairt drugaí nua níos éifeachtaí.
Ar ais i 2020, sular seoladh an sár-ríomhaire Frontier, rinne eolaithe ag Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge, a raibh an supercomputer Cruinniú Mullaigh acu ansin (ba é an meaisín seo an sár-ríomhaire is éifeachtaí in 2018, tá sé fós in úsáid, agus rangaithe 7 le héifeachtúlacht de 148,8 PFlops) é a úsáid chun cineál nua druga ailse a fhorbairt. Bhí an druga nua thart ar 10% níos fearr, níos éifeachtaí i gcóireáil ná mar a bhí in úsáid roimhe seo. Ar ndóigh, níl 10% chomh mór sin, ach inis é sin do na hothair a d'éirigh leo a saol a shábháil a bhuíochas leis an difríocht "bheag". Tá saol an duine luachmhar, ar ndóigh, ach is féidir le druga ar bith a bhfuil éifeachtúlacht níos airde aige acmhainní ollmhóra a shábháil don chóras cúram sláinte agus costais chóireála a laghdú. Seo an áit ar féidir le Frontier a bheith áisiúil. Tá a chumais i bhfad níos airde ná sin an sárríomhaire Cruinniú Mullaigh céanna.
Léigh freisin:
- Apple Is é Vision Pro an gléas is réabhlóidí ón iPhone. Ach tá nuance ©
- Athraigh go Apple MacBook Air le próiseálaí M2: athbhreithniú agus mo chuid tuairimí
Frontier agus an tsamhail nua aeráide
Teastaíonn anailís agus fírinniú ar shamhail stair mhílaoise an Domhain le samhaltú aeráide. Ar ndóigh, is tasc é seo a éilíonn méid ollmhór acmhainní ríomhaireachta. Dá chruinne is féidir linn an t-athrú aeráide a shamhaltú agus a thuar cad a tharlóidh san fhadtéarma, is amhlaidh is tapúla agus is cumhachtaí a bheidh sár-ríomhairí uainn.
Thug Mark Taylor ó Sandia National Laboratories, duine de na taighdeoirí atá ag obair ar na chéad réamh-mheastacháin aeráide fadtéarmacha ar domhan ag baint úsáide as ríomhaireacht mhéadaithe, faoi deara uair amháin, "Cumasaíonn ailtireacht ríomhaireachta uathúil an sárríomhaire Frontier rudaí nach bhféadfaimis a dhéanamh roimhe seo." Is é sin, laghdaíonn cumhacht ríomhaireachta an mheaisín seo ríomh a d'úsáid blianta go cúpla lá. Ag an am céanna, ceadaíonn sé do thaighdeoirí meastacháin mhionsonraithe a fháil ar éifeachtaí fadtéarmacha an athraithe aeráide agus coinníollacha aimsire foircneacha. "Is é seo an caighdeán óir nua le haghaidh samhaltú aeráide," cuireann Taylor leis.
Cad iad na buntáistí? Tá siad ach ollmhór. Is féidir leis an gcumas athruithe tubaisteach aimsire a thuar na mílte, agus b'fhéidir fiú na milliúin, a shábháil. Agus ligeann an anailís ar an tionchar dóchúil a bheidh ag téamh aeráide ar thimthriallta uisce domhanda agus réigiúnacha dúinn ullmhú roimh ré le haghaidh athruithe amach anseo. Tá samhlacha spásúlachta nua-aimseartha ann, ach tá an-éileamh orthu ó thaobh ríomha. Go dtí le déanaí, ró-éilitheach. Sea, cuireann siad ar ár gcumas a thuar go teoiriciúil ar an idirghníomhú casta idir na gnéithe éagsúla a dhéanann suas an méid a dtugaimid aimsir nó aeráid, mar shampla, an ghluaiseacht convective a ghabhann leis an foirmiú na scamaill, ach tá sé riachtanach a phróiseáil sreabhadh ollmhór faisnéise. agus ríomhaireachtaí a dhéanamh a bhfuil castacht dochreidte acu.
Tá láithreacht an sárríomhaire Frontier athraithe sin cheana féin. Sáraítear na constaicí seo le tionscadal Energy Exascale Earth System Model (E3SM) trí chur chuige bogearraí nua a chomhcheangal le feidhmíocht ollmhór exasscale. Míníonn Sarath Sripathy, comhúdar an staidéir agus comhordaitheoir an tionscadail E3SM agus comhúdar an tsamhail atmaisféar E3SM ar a dtugtar SCREAM: “Tá an pobal um shamhaltú aeráide ag brionglóid le fada faoi mhúnlaí ar scála ciliméadar a rith tapa go leor chun tuar blianta fada a éascú, agus is réaltacht é anois.".
I bhfocail eile, theipfeadh ar thionscadal den sórt sin gan Frontier mar gheall ar easpa méideanna próiseála sonraí. Mar sin féin, is fiú a thabhairt faoi deara, ní hamháin go bhfuil an chumhacht ríomhaireachta bunúsach tábhachtach, ach freisin leas iomlán a bhaint as na samhlacha féin. Tá Peter Caldwell, clíomeolaí ag Saotharlann Náisiúnta Lawrence Livermore, agus a fhoireann tar éis cúig bliana anuas ag tógáil múnla nua néil ón tús. Oibreoidh sé go héifeachtach ar phróiseálaithe grafaicí (GPUanna), atá inniu ina gcomhpháirt an-tábhachtach de chumhacht ríomhaireachta na n-ollríomhairí nua-aimseartha. Is féidir carr barr suimiúil ina rang a áireamh anseo freisin.
Samhlaigh. Mar thoradh ar oiriúnú an chóid le rith ar GPUanna tháinig méadú suntasach ar fheidhmíocht. Is féidir le SCREAM rith ar 8192 nóid Frontier chun foirmíochtaí scamall domhanda a insamhlú a ghlac de ghnáth níos mó ná bliain (1,25 bliain le bheith cruinn) i seisiún ríomhaireachta amháin 24 uair an chloig. Is féidir insamhaltaí fadtéarmacha a mhairfidh 30-40 bliain a dhéanamh ag Frontier i gceann cúpla seachtain. Tugann na taighdeoirí faoi deara go raibh sé beagnach dodhéanta ríomhaireachtaí den sórt sin a dhéanamh roimhe seo. Is féidir le daoine ar spéis leo níos mó a fhoghlaim faoi na staidéir seo aithne a chur ar an bhfoilseachán eolaíoch nua Mark Taylor agus a fhoireann.
Suimiúil freisin:
- Conas a Rianaíonn Arm SAM Santa Claus
- Toirmeasc ar dhíolacháin Apple Féach i SAM: Sonraí uile an cháis
- Léirmheas Lenovo Leabhar Yoga 9i: ríomhaire glúine inchomhshóite le dhá thaispeántas
Teicneolaíochtaí teorann agus ábhar
Tionscadal suimiúil amháin a bhaineann leas as acmhainneacht exascale sárríomhaire Frontier ná obair i réimse na teicneolaíochta ábhar. Tá sé seo ar cheann de na insamhaltaí ríomhaireachtúla is mó riamh de chóimhiotail, a cheadaigh, a bhuíochas dá éifeachtacht ríomhaireachtúil, cruinneas a bhaint amach a shroich leibhéal chandamach beagnach. Tá an taighde seo, a rinne Vikram Gavini ó Ollscoil Michigan, nuálach sa mhéid is go n-úsáideann sé cothromóid Schrödinger chun iompar ábhar éagsúil a shamhaltú. Cheadaigh cumhacht ríomhaireachta ollmhór Frontier dó insamhail a dhéanamh ar chóras cóimhiotail mhaignéisiam comhdhéanta de 75 adamh.
Is ábhar an-suimiúil é cóimhiotail mhaignéisiam. Tá sé an-éadrom agus ag an am céanna láidir. Mar sin féin, tá cóimhiotail mhaignéisiam íogair do lochtanna áirithe, go príomha dislocations (i.e., lochtanna ollmhór i struchtúr criostail an ábhair), a athraíonn a n-airíonna meicniúla go mór. Déanann sé seo ábhar gealltanais a thiontú ina phíosa miotail neamh-inúsáidte, toisc go scoilteann sé go héasca, tá sé brittle agus éagobhsaí. D'éirigh le heolaithe le cabhair ó chumhacht ríomhaireachta Frontier cuid de na lochtanna seo i gcóimhiotail mhaignéisiam a cheartú. Ach níl anseo ach tús na hoibre crua.
Suimiúil freisin:
Todhchaí na n-ollríomhairí?
Ní féidir le gnáthríomhairí na dúshláin a chruthaíonn roinnt fadhbanna eolaíocha agus teicniúla a réiteach. Tá i bhfad níos mó cumhachta ríomhaireachta ag ollríomhairí, rud a ligeann dóibh ríomhaireachtaí a dhéanamh a bheadh dodhéanta nó a thógann an iomarca ama ar ghnáth-ríomhairí. Trí shárríomhairí a chruthú, déanann eolaithe a ndícheall teorainneacha ár n-eolas agus ár gcumas a leathnú, chomh maith le fadhbanna a réiteach a d’fhéadfadh tionchar mór a bheith acu ar ár dtodhchaí.
Deir Dlí Moore go méadaíonn cumhacht ríomhairí go heaspónantúil. Gach dhá bhliain, déantar luas na n-áireamh a dhúbailt, bainistíonn innealtóirí agus eolaithe réitigh a fháil ar fhadhbanna a measadh roimhe seo dodhéanta.
Lá amháin, beidh superríomhairí coitianta. Tar éis an tsaoil, ní raibh ach deich mbliana ó shin coincheapa den sórt sin mar réaltacht fhíorúil, cluichí scamall agus metauniverse ann ach amháin i samhlaíocht roinnt saineolaithe teicneola agus geeks, agus inniu is é ár réaltacht. Ní bheidh ar an nglúin atá le teacht fiú oideachas TF a fháil agus post a fháil ag Google chun leas a bhaint as sárríomhairí: beidh siad go ciúin agus go do-airithe mar chuid den saol laethúil, díreach mar fhóin chliste, ríomhairí glúine agus rudaí eile.
Léigh freisin: