Peter Holmes
0 
4328
843
Bilgi işlem geçmişi Floplarla dolu.
Apple III deforme olmuş kabuğunda kendi kendini kötü bir şekilde pişirme alışkanlığına sahipti. Performansı hakkında bazı sahte iddialara sahip 'yenilikçi' bir oyun konsolu olan Atari Jaguar, piyasayı yakalayamadı. Yüksek performanslı muhasebe uygulamaları için tasarlanan Intel'in amiral gemisi Pentium yongası, ondalık sayılarla zorluk yaşadı.
Ancak, bilgisayar dünyasında baskın olan diğer bir tür flop, uzun süredir farklı makineler, mimariler ve sistemler arasında makul bir karşılaştırma olarak gösterilen FLOPS ölçümüdür..
FLOPS, Saniye Başına Kayan Nokta İşlemlerinin bir ölçüsüdür. Basitçe söylemek gerekirse, bir bilgi işlem sistemi için hız göstergesidir. Ve onlarca yıldır katlanarak büyüyor..
Peki ya birkaç yıl içinde, masanızda veya televizyonunuzda ya da telefonunuzda, bugünün süper bilgisayarlarının zeminini silecek bir sisteminiz olacağını söyleseydim? İnanılmaz? Ben deliyim mi? Yargılamadan önce tarihe bir göz atın.
Süpermarkete Süper Bilgisayar
Yeni bir Intel i7 Haswell Peki Intel'in Haswell ve Ivy Bridge İşlemcileri Arasındaki Fark Nedir? Peki Intel'in Haswell ve Ivy Bridge İşlemcileri Arasındaki Fark Nedir? Yeni bir bilgisayar mı arıyorsunuz? Yeni bir Intel destekli dizüstü bilgisayar veya masaüstü bilgisayar için alışveriş yapanların, en son ve en yeni nesil Intel işlemciler arasındaki farkları bilmesi gerekir. işlemci, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en hızlı süper bilgisayardan daha hızlı olan yaklaşık 177 milyar FLOPS'u (GFLOPS) gerçekleştirebiliyor. Sandia National Labs XP / s140, birlikte çalışan 3.680 işlem bilgisayarı ile.
Bir PlayStation 4, gelişmiş Cell mikro mimarisi sayesinde yaklaşık 1.8 Trilyon FLOPS'da çalışabilir ve PS4'ün piyasaya sürülmesinden yaklaşık 15 yıl önce, 1998'de dünyadaki süper bilgisayar ligine giren 55 milyon dolarlık ASCI Kırmızı süper bilgisayarını kullanabilirdi..
IBM'in Watson AI Sistemi IBM, Devrimci "Bir Çip Üzerindeki Beyin" İfadesini Açıkladı IBM IBM, Devrimci "Bir Çip Üzerindeki Beyini" Duyurdu, Bilim dergisinde geçen hafta açıklanan "TrueNorth", "nöromorfik çip" olarak bilinen şeydir. Watson gibi akıllı bilgisayar sistemlerinde kullanılmak üzere biyolojik nöronları taklit eder. (mevcut) bir zirve operasyonu 80 TFLOPS'a sahip ve arka arkaya geçen son üç günde Çin'in Tianhe-2'si üst üste 54.902 performansıyla Çin'in Tianhe-2'sinin ilk 500'e girmesine neden olacak kadar yakın değil TFLOPS veya yaklaşık 55 Peta-FLOPS.
Büyük soru şu ki, bir sonraki masaüstü boyutunda süper bilgisayar nerede? İnanmak için Görmeniz Gereken En Son Bilgisayar Teknolojisi İnanmak için Görmeniz Gereken En Son Bilgisayar Teknolojisi Elektronik dünyasını dönüştürmek için ayarlanmış en son bilgisayar teknolojilerinin bazılarına göz atın ve önümüzdeki birkaç yıl içinde PC'ler. gelecek mi Daha da önemlisi, ne zaman alıyoruz??
Güç Duvarında Bir Başka Tuğla
Yakın tarihte, bu etkileyici kazanımlar arasındaki itici güçler malzeme bilimi ve mimari tasarımda olmuştur; daha küçük nanometre ölçeğinde üretim işlemleri, talaşların daha ince, daha hızlı olabileceği ve daha rahat çalışabilmeleri için ısı biçiminde daha az enerji harcayabileceği anlamına gelir.
Ayrıca, 2000'li yılların sonlarında çok çekirdekli mimarilerin gelişmesiyle birlikte, birçok 'işlemci' artık tek bir çip üzerine sıkıştırılıyor. Pek çok “bilgisayarın” tek bir makine olarak çalışabileceği, dağıtılmış hesaplama sistemlerinin artan vadesiyle birleşen bu teknoloji, Moore'un meşhur Yasasına ayak uydurabilmek için ilk 500'ün daima büyüdüğü anlamına geliyor..
Bununla birlikte, fizik yasaları tüm bu büyümenin önüne geçmeye başlıyor, hatta Intel endişeli ve dünyanın dört bir yanındaki bir sonraki şey için avlanıyor..
… Yaklaşık on yıl içinde, Moore Yasasının çöküşünü göreceğiz. Aslında, zaten, Moore Yasasının yavaşladığını görüyoruz. Bilgisayarın gücü, standart silikon teknolojisini kullanarak hızlı üstel yükselişini sürdüremez. - Dr. Michio Kaku - 2012
Mevcut işleme tasarımındaki temel problem transistörlerin açık (1) veya kapalı (0) olmasıdır. Bir transistör kapısı her "döndüğünde", bu "çevirme" kalmasını sağlamak için geçidin yapıldığı malzemeye belirli miktarda enerji atmak zorundadır. Bu kapılar küçülüp küçüldükçe, transistörü kullanacak enerji ile transistörü 'çevirecek enerji' arasındaki oran daha da büyür ve büyük ısınma ve güvenilirlik sorunları yaratır. Mevcut sistemler yaklaşıyor - ve bazı durumlarda aşıyor - nükleer reaktörlerin ham ısı yoğunluğu ve malzemeler tasarımcılarına zarar vermeye başlıyor. Buna klasik olarak 'Güç Duvarı' denir..
Son zamanlarda, bazıları yararlı hesaplamaların nasıl yapılacağı hakkında farklı düşünmeye başlamıştır. Özellikle iki şirket, gelişmiş kuantum ve optik hesaplama biçimleri açısından dikkatimizi çekti. Her ikisi de çok farklı problem kümeleri için son derece farklı yaklaşımlara sahip Kanadalı D-Wave Sistemleri ve İngiltere merkezli Optalysys.
Müziği Değiştirme Zamanı
D-Wave, son derece siber iç çivili, süper soğutulmuş uğursuz kara kutularıyla, hayal edilmesi zor güçlere sahip esrarengiz bir çıplak çip içeren son zamanlarda çok fazla baskı yaptı..
Esasen, D2 sistemi, sebep-sonuç kural kitabını etkin bir şekilde ortaya koyarak problem çözme için tamamen farklı bir yaklaşım benimsemiştir. Peki, Google / NASA / Lockheed Martin bu tür hedefleri desteklemeyi amaç edinmiştir.?
Başıboş adam
Tarihsel olarak, NP-Sert veya Orta bir problemi çözmek istiyorsanız, geniş bir potansiyele sahip olan son derece yüksek sayıda olası çözümün bulunduğu, klasik değerleri 'değerleri' kullanarak işe yaramaz. Örneğin, Gezici Satıcı problemini ele alalım; N-şehirleri verildiğinde, tüm şehirleri bir kez ziyaret etmenin en kısa yolunu bulun. TSP'nin mikroçip üretimi, lojistik ve hatta DNA sıralaması gibi birçok alanda önemli bir faktör olduğunu belirtmek önemlidir.,
Ancak tüm bu sorunlar görünüşte basit bir süreçle sonuçlanıyor; Başlamak için bir nokta seçin, N 'şeyleri' etrafında bir rota oluşturun, mesafeyi ölçün ve bundan daha kısa bir mevcut rota varsa, denenen rotayı atın ve kontrol edilecek daha fazla rota bulunmayana kadar bir sonrakine geçin..
Bu kolay sesler ve küçük değerler için; 3 şehir için 3 * 2 * 1 = 6 yol kontrol edilmeli, 7 şehir için 7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 5040 vardır, bu bir bilgisayarın kullanması için çok da kötü değildir. Bu bir Faktör sekansıdır ve olarak ifade edilebilir. “N-!”, 5040 7!.
Ancak, biraz daha ileri gittiğinizde, ziyaret etmek için 10 şehre, 3 Milyondan fazla güzergahı test etmeniz gerekir. 100'e ulaştığınızda, kontrol etmeniz gereken rota sayısı 9'dur. 157 basamak. Bu tür işlevlere bakmanın tek yolu, y ekseninin 1 (10 ^ 0), 10 (10 ^ 1), 100 (10 ^ 2), 1000 (10 ^ 3) ile başladığı logaritmik bir grafik kullanmaktır. ) ve bunun gibi.
Rakamlar bugün var olan veya klasik bilgisayar mimarilerini kullanarak var olan herhangi bir makinede makul bir şekilde işlem yapabilmek için çok büyük.. Fakat D-Wave'in yaptığı çok farklı..
Vesuvius ortaya çıkıyor
D2'deki Vesuvius çipi, bu hesaplamaları Kuantum Tavlama denilen bir yöntem kullanarak yapmak için yaklaşık 500 'qubit' veya Quantum Bits kullanıyor. Vesuvius Qubits, bir seferde her rotayı ölçmek yerine, üst üste binme durumuna (ne açık ne de kapalı, bir tür potansiyel alan olarak birlikte çalışır) ve çözümün bir dizi giderek daha karmaşık cebirsel tanımlarına (yani bir dizi Hamiltonian'a) yerleştirildi. çözümün açıklamaları, çözümün kendisi değil) üst üste binme alanına uygulanır..
Aslında, sistem bir tepeden aşağıya nasıl gideceğine 'karar veren' bir top gibi her potansiyel çözümün uygunluğunu aynı anda test ediyor. Süperpozisyon bir zemin durumuna gevşetildiğinde, kıçların bu zemin durumu optimum çözümü tanımlamalıdır.
Birçoğu, D-Wave sisteminin geleneksel bir bilgisayarda ne kadar avantaj sağladığını sorguladı. Platformun klasik bir bilgisayar için 30 dakika süren tipik bir Seyahat Eden Saleman Sorunu'na karşı yapılan son testinde Vesuvius’ta yarım saniye sürdü..
Ancak, açık olmak gerekirse, bu asla Doom oynadığınız bir sistem olmayacak. Bazı yorumcular bu son derece özel sistemi genel amaçlı bir işlemciyle karşılaştırmaya çalışıyor. Ohio sınıfı bir denizaltının F35 Lightning ile karşılaştırılması daha iyi olurdu; biri için seçtiğiniz herhangi bir metrik, diğeri için yararsız olacak şekilde uygun değildir.
D-Wave, standart bir işlemciye kıyasla kendine özgü sorunları için birkaç büyüklük derecesinde hızlanıyor ve FLOPS göreceli olarak etkileyici bir 420 GFLOPS ile akıllara durgunluk veren bir 1.5 Peta-FLOPS arasında değişiyor (İlk 10 Süper Bilgisayar'a koymak) Son kamu prototipinin yapıldığı tarihte 2013 yılında listeleyebilirsiniz). Herhangi bir şey varsa, bu eşitsizlik, belirli sorunlu alanlara uygulandığında FLOPS'un sonunun başlangıcını evrensel bir ölçüm olarak vurgular.
Bu bilgi işlem alanı çok spesifik (ve çok ilginç) bir sorun kümesini hedeflemektedir. Endişe verici bir şekilde, bu alandaki sorunlardan biri şifrelemedir Gmail, Outlook ve Diğer Webmail’i Nasıl Şifreleyebilirsiniz Gmail, Outlook ve Diğer Webmail E-posta Hesaplarınızı Nasıl Şifreleyebilirsiniz kişisel bilgilerinizin anahtarlarını tutar. Gmail, Outlook.com ve diğer posta hesaplarınızı nasıl şifreleyeceğiniz aşağıda açıklanmaktadır. - özellikle Açık Anahtar Şifreleme.
Neyse ki D-Wave'in uygulaması optimizasyon algoritmalarına odaklanmış gibi görünüyor ve D-Wave, İnternet'in potansiyel olarak kilidini açacak Shor Algoritmasını kullanmak için Vesuvius kullanamayacağınızı gösteren bazı tasarım kararları (çip üzerindeki hiyerarşik peering yapısı gibi) verdi çok kötü bir şekilde Robert Redford'u gururlandıracak.
Lazer Matematik
Listemizdeki ikinci şirket Optalysys. İngiltere merkezli bu şirket, ışığın doğasını kullanarak belirli hesaplama sınıflarını gerçekleştirmek için analog ışığın süperpozisyonu kullanarak bilgisayarını alıyor ve kafasına çeviriyor. Aşağıdaki video, Prof. Heinz Wolff tarafından sunulan Optalysys sisteminin temelini ve temellerini göstermektedir..
Biraz el dalgalı, ama özünde, umarım bir gün masanıza oturacak ve simülasyonlar, CAD / CAM ve tıbbi görüntüleme (ve belki de sadece belki bilgisayar oyunları) için hesaplama desteği sağlayacak bir kutu. Vesuvius gibi, Optalysys çözümünün de ana bilgisayar işlemlerini gerçekleştirmesinin bir yolu yok, ancak bunun için tasarlanmadı..
Bu optik işleme tarzını düşünmenin faydalı bir yolu, fiziksel Grafik İşlem Birimi (GPU) gibi düşünmektir. Modern GPU GPU-Z İle Ayrıcı Olarak Grafik Hızlandırıcısını Tanıyın [Windows] GPU-Z İle Ayrıcı Olarak Grafik Hızlandırıcısını Tanıyın [Windows] GPU veya grafik işlem birimi, sorumlu bilgisayarınızın bir parçasıdır grafik işleme. Başka bir deyişle, eğer oyunlar bilgisayarınızda çok dalgalıysa veya çok yüksek kalite ayarları yapamıyorsa,… birçok bellek işlemcisini paralel olarak kullanarak, farklı bellek alanlarından gelen farklı veriler üzerinde aynı hesaplamayı uygulayın. Bu mimari, bilgisayar grafiklerinin üretilme şeklinin doğal bir sonucu olarak ortaya çıktı, ancak bu büyük ölçüde paralel mimari, yüksek frekanslı ticaretten Yapay Sinir Ağlarına kadar her şey için kullanıldı..
Optalsys benzer prensipleri alır ve onları fiziksel bir ortama dönüştürür; veri bölümleme ışın bölünmesi, doğrusal cebir kuantum paraziti, MapReduce stil işlevleri ise optik filtreleme sistemi haline geliyor. Ve tüm bu işlevler sürekli, etkili bir şekilde anlık olarak çalışırlar..
İlk prototip cihazı, Hızlı Fourier Dönüşümlerini gerçekleştirmek için 20Hz 500 × 500 elemanlı bir ızgara kullanır (temel olarak, “bu girdi akışında hangi frekansların göründüğü?”) ve 40 GFLOPS'a eşdeğer bir eşdeğer sunmuştur. Geliştiriciler, tahmini güç tüketimini göz önünde bulundurarak etkileyici bir puan olacağını önümüzdeki yıl 340 GFLOPS sistemini hedef alıyor.
Peki benim kara kutum nerede?
Dünyayı Değiştiren Bilgisayarların Kısa Tarihi Dünyayı Değiştiren Bilgisayarların Kısa Tarihi Dünyayı Değiştiren Bilgisayarların Kısa Tarihi Bilgisayar tarihini inceleyerek yıllarını harcayabilirsiniz. Tonlarca icat, onlar hakkında kitap var - ve bu, kaçınılmaz olarak ortaya çıkan parmak izine başlamadan önce… bize, başlangıçta araştırma laboratuvarlarının ve devlet kurumlarının rezervinin hızlı bir şekilde tüketici donanımına girdiğini gösteriyor. Ne yazık ki, bilgisayar tarihi henüz fizik kanunlarının sınırlarıyla uğraşmak zorunda kalmadı.
Şahsen, D-Wave ve Optalysys'in 5-10 yıl içerisinde masalarımızdaki teknolojiler olacağını sanmıyorum. İlk tanınabilir olduğunu düşünün “Akıllı saat” 2000 yılında açıldı ve sefil başarısız oldu; ama teknolojinin özü bugün devam ediyor. Aynı şekilde, Quantum ve Optical computing hızlandırıcılarına yapılan bu keşifler muhtemelen 'bir sonraki büyük şey' de dipnot olarak ortaya çıkacak.
Malzeme bilimi, matematik yapmak için DNA benzeri yapılar kullanarak biyolojik bilgisayarlara daha çok yaklaşıyor. Nanoteknoloji ve 'Programlanabilir Madde' noktaya yaklaşıyor 'veri' işlemek yerine, malzemenin kendisi hem bilgiyi hem içerecek, temsil edecek ve işleyecek.
Sonuç olarak, hesaplamalı bir bilim insanı için cesur ve yeni bir dünya. Sence bunların hepsi nereye gidiyor? Yorumlarda bunun hakkında sohbet edelim!
Fotoğraf: KL Intel Pentium A80501, Konstantin Lanzet, Asci kırmızı - ABD Hükümeti tarafından tflop4m - Sandia Ulusal Laboratuvarları, Vancouver Sun tarafından DWave D2, D-Wave Systems, Inc.