Суперкомпьютеры

На вопрос «Какая сейчас погода в Великобритании» вы с точностью в 75% можете ответить «паршивая». Но британская национальная метеослужба, Met Office, хочет предсказывать погоду более точно. Поэтому она вложила 97 миллионов фунтов (это 156 миллионов долларов или более чем 6,675 миллиардов рублей) в суперкомпьютер Cray XC40. Это 140-тонная машина с 480 тысячами процессоров работает в 13 раз быстрее, чем нынешняя система от IBM.

На написание этого обзора натолкнул пост «Секрет древней игры го. Почему компьютер до сих пор не обыграл человека?», опубликованный 25 мая. В самом посте, и, тем более, в комментариях, было много сказано по поводу компьютерных шахмат вообще и матча Deep Blue — Каспаров (1997) в частности. Понятно, что сейчас, спустя уже без малого двадцать лет, мало кому интересны все подробности того матча: компьютеры развиваются с колоссальной скоростью, современные смартфоны легко дадут фору компьютерам того времени, да и возможно, сами шахматы несколько утратили популярность последнее время — по каким причинам — это уже тема отдельного разговора.

Впрочем, некоторые подробности, судя по всему, действительно неизвестны, а подробности эти таковы, что заголовки о “падении последнего интеллектуального бастиона” — не более, чем газетный прием, ибо случившийся по итогам матча, по сути, скандал, в силу своей шахматной специфичности вряд ли был бы интересен широкой публике. Нет, я, несмотря на то, что всегда являлся поклонником Гарри Кимовича Каспарова (исключительно в шахматном плане), не собираюсь его оправдывать за то поражение и пытаться доказать, что все было совсем не так, как сейчас общеизвестно. И уж тем более целью не является опровержение некоторых комментариев на шахматную тему к посту хабраюзера alizar. Единственная цель — рассказать некоторые подробности того, что именно произошло в Нью-Йорке в начале мая 1997 года, и почему результат этого противостояния, по мнению автора, на самом деле никому ничего не доказал.

“Суперкомпьютер IBM Watson теперь может участвовать в дебатах, IBM создало искусственный интеллект” — гласят все технологические новостные ленты. Они ссылаются на результаты конференции Milken Institute Global Conference на которой IBM представила новую функцию Debater своего супекомпьютера, без пяти минут искусственного интеллекта, Watson, которая заключается в том, что компьютер якобы может свободно и аргументированно дискутировать на любую заданную тему, как обычный человек.
Новость была воспринята на ура — давненько у нас небыло слышно о прогрессе в разработке искусственного интеллекта.
К сожалению, на волне радости, мало кто удосужился проверить, действительно ли Watson обладает аналитическими способностями или его создатели решили обмануть зрителей и сымитировать деятельность.
Я детально разобрал суждения Watson’a и пришел к очень неутешительным выводам — дебаты провалились.

Еврокомиссия одобрила финансирование самого крупного и амбициозного проекта по симуляции человеческого мозга. Проект Human Brain Project объединит усилия европейских учёных на 2013-2023 гг и предварительно оценивается в 1,19 млрд евро.

8 ноября 2012 года компания Cray объявила о запуске нового поколения суперкомпьютеров Cray XC 30. Ранее проект был известен под названием Cascade.

Пока США запустили самый мощный на данный момент суперкомпьютер Sequoia производительностью 20
петафлопс, в Китае стартовало строительство машины в 5 раз быстрее по производительности (100 петафлопс). Запуск запланирован на 2015 год и называться он будет Tianhe-2.

Ученые говорят, что если Вселенная продукт симуляции, то мы увидим подсказки в высокоэнергетических космических лучах.
Одна из самых взлелеянных идей в современной физике, квантовая хромодинамика, теория которая описывает сильное взаимодействие, как она связывает кварки и глюоны в протоны и нейтроны. Это основание вселенной.

Таким образом, интересная цель симулировать квантовую хромодинамику на компьютере, чтобы увидеть что получится на макро уровне. Моделирование на таком уровне должно быть более или менее эквивалентно симуляции самой вселенной.

Конечно, есть одна или две проблемы на этом пути. Квантовая хромодинамика мозгосносяще сложна и оперирует вычислениями на планковских масштабах. Поэтому даже используя самые мощные суперкомпьютеры мира, физики могут симулировать лишь маленькие кусочки космоса размером в несколько фемтометров (10^-15).

Звучит не впечатляюще, но важно, что такая симуляция практически неотличима от происходящего в реальности (по крайней мере насколько мы это понимаем).

Не так сложно себе представить, что прогресс подобный закону Мура, позволит физикам симулировать намного большие участки вселенной. Участки размером всего в несколько микрометров в диаметре могут вместить в себя полную работу человеческой клетки.

И снова, работа симулируемой клетки будет неотличима от реальной.

Подобные размышления приводят к тому, что возможно наша вселенная запущена на супермощном компьютере. А если это так, есть ли возможность это проверить?

Сегодня мы получили в некотором роде ответ от Силаса Бине из университета Бонна в Германии, и его коллег. Они говорят, что есть возможность найти проявления симуляции нашей вселенной, по крайней мере в некоторых сценариях.

Для начала небольшое введение. Проблема любой симуляции в том, что законы физики, которые, по сути, непрерывны, в симуляции накладываются на дискретную трехмерную решетку, состояние которой изменяется во времени.

Бине и коллеги поставили вопрос, приведут ли ограничения решетки к какого-либо рода ограничениям на физические процессы нашей вселенной. В частности они проверили высокоэнергетические процессы, которые затрагивают меньшие части пространства пока их энергия нарастает.

Суперкомпьютер IBM «Blue Gene/P» вычислил шестидесятитриллионную двоичную цифру числа Пи в квадрате всего за несколько месяцев — со скоростью один квадриллион вычислений в секунду. Работающий на тысячах отдельных процессоров, вычислительный монстр совершил то, что заняло бы у одного процессора 1500 лет.

Jeopardy! — популярное на американском телевидении квиз-шоу (или, по-русски, викторина), в которой участникам необходимо отвечать на вопросы из абсолютно разных областей — точных наук, поп-культуры, истории, литературы и так далее.
14 февраля в этом шоу примет участие «Ватсон» (Watson) — суперкомпьютер, созданный учеными и инженерами из корпорации IBM. Двумя соперниками искусственного интеллекта станут Кен Дженнингс (абсолютный чемпион Jeopardy! за всю историю существования шоу) и Брэд Руттер. Дженнингс выиграл 74 игры подряд, заработал 2.5 миллионов долларов. Руттер одержал победу в меньшем количестве игр, однако является рекордсменом по сумме заработанных денег — 3.5 миллионов.
Однако уже прошел тренировочный раунд игры, в котором детище IBM одержало победу, получив 4400$ (против 3400$ и 1200$ у Кена и Брэа соответственно). Основная часть противостояния состоится 14 февраля.

Уральское отделение Российской Академии наук (УрО РАН) планирует реализовать проект «ГИГА» стоимостью 900 млн рублей, который предусматривает создание в течение 2010-2012 годов суперкомпьютера производительностью 50-100 терафлоп/с, говорится в сообщении департамента информационной политики губернатора Свердловской области со ссылкой на итоги встречи председателя правительства Свердловской области Анатолия Гредина с председателем УрО РАН Валерием Чарушиным.

"- Внутре! — прошелестел старичок. — Внутре смотрите, где у нее анализатор и думатель..."
Братья Стругацкие©

Именно это первым пришло мне в голову, когда я увидел новость о встрече Владимира Путина и президента РАН Юрия Осипова.
Содержание их беседы просто повергло меня сначала в ступор, потом вызвало нервный смех.
Итак, о чем же они говорили, и почему это вызвало такую реакцию, смотрите под катом.

К дню числа Пи я решил перевести вот такое интервью. Также, с днем рождения Эйнштейна!



17 августа 2009 доцент университета Tsukuba в Японии Daisuke Takahashi объявил, что его исследовательская группа вычислила число Пи с потрясающей точностью в 2.5 триллиона знаков. Группа использовала занимавший в то время 47-е место в мировом рейтинге суперкомпьютер. Такая точность превышает более чем в 2 раза предыдущей рекорд, зарегистрированный в книге рекордов Гиннеса в 2002 году и составивший 1.2 триллиона знаков, который установила другая японская группа исследователей.

На днях побывал на открытии одного перспективного дата-центра – Оверсан.



Под катом – фотографии ДЦ и Гордон Фримен :)

МЦСТ (Московский Центр Спарк (SPARС) Технологии) — российская компания, специализирующаяся на разработке универсальных микропроцессоров, микроконтроллеров и управляющих вычислительных комплексов (wiki).

Есть вкратце, то это та самая организация, что разработала знаменитую серию процессоров «Эльбрус», используемых в отечественных суперкомпьютерах «Эльбрус» (с названиями они не заморачивались).
В принципе, вся информация лежит на википедии и оффсайте, и более подробно о TTX процов я вряд ли смогу рассказать, но вот небольшой фотоотчетег с поля боя предоставить могу.

Итак, в лохматом 1994 году Sun Microsystems выпускает процессор microSPARC II, которым комплектует SPARCStation 4/5/10/20 (к нам на растерзание попала SPARCStaion 5, которую, кстати, самые упоротые фанаты железа до сих пор могут достать):

Французский программист Фабрис Беллар (известен также как основатель проектов FFmpeg и QEMU) на своём персональном компьютере под управлением Fedora 10 установил новый мировой рекод вычисления числа Пи с точностью до 2,7 трлн знаков после запятой (2242301460000 знаков в шестнадцатиричном разряде или 2699999990000 в десятичном). Это любопытное достижение, ведь рекорды за последние 14 лет ставились на суперкомпьютерах стоимостью в миллионы долларов.

Компьютер Беллара имеет следующие характеристики:

64-х битная версия Fedora 10
Процессор: Core i7, 2.93 ГГц
Память: 6 ГБ
Диск: пять дисков Seagate Barracuda 7200.11 по 1.5 ТБ
Файловая система: ext4

Инженеры из бельгийского университета Антверпена показали свету свой компактный суперкомпьютер Fastra II. Внешне он представляет из себя обыкновеннный системный блок, но заключает в себе по истине колоссальные вычислительные мощности в 12 терафлопс.

Накануне в Москве представили самый мощный компьютер всей России и Восточной Европы.

На презентации конечно же побывал один из "орлов нашего герба"

Новый супервычислитель занял 12-е место в мировом рейтинге суперкомпьютеров ТОП500. Так же хотелось бы отметить, что обладателями суперкомпьютеров такой мощности — являются лишь 4 страны, среди которых теперь и Россия.

Просто удивительно, что такая новость прошла мимо Хабра.

Итак, 17 ноября 2009 года на очередной ежегодной суперкомпьютерной конференции «Supercomputing 2009» (SC09), проходившей в Портланде (шт. Орегон), была объявлена 34-я редакция списка пятисот самых мощных компьютеров мира TOP500.

Что же, друзья, время дуть в дудки, стучать в барабаны и размахивать флагами — на 12-м месте списка находится суперкомпьютер «Ломоносов» Московского государственного университета! Впервые Россия оказалась так высоко в TOP500.

Да-да, это тот самый компьютер, который начали монтировать еще летом, и система охлаждения которого отняла половину территории автомобильной стоянки около 2-го учебного корпуса МГУ.

Надеюсь, скоро на parallel.ru или на сайте научно-исследовательского вычислительного центра (НИВЦ МГУ) появится подробное описание новой машины, но пока мы вынуждены ограничиться скудными данными с сайта TOP500:

Я думаю эта история будет интересна многим, в том числе людям, не связанным с математикой.

В 1976 году Уитфилд Диффи и Мартин Хеллман опубликовали свою статью «Новые направления в криптографии» с революционными идеями шифрования с использованием открытого ключа. А затем, три учёных Рональд Райвест, Ади Шамир и Леонард Адлеман в августе 1977 опубликовали в статью в журнале Scientific American, где они подробно описали свой алгоритм, использующий вычисления в кольце целых чисел. Как многим известно, идея алгоритма заключается в существовании условно-одностронней функции — обычного умножения на множестве простых чисел большой длины
(f:PxP->P*P), обратить которую вычислительно сложно. Иными словами, зная n = p*q (где p и q — простые числа), узнать p и q (или факторизовать число n) при большом n представляется ресурсоёмкой задачей.
В этом же номере, известный математик и учёный Мартин Гарднер по согласию авторов алгоритма, опубликовал математическую задачу, получившую название RSA-129. В ней он написал пару чисел (n, e) — открытый ключ, где длина числа n составляла 129 десятичных знаков, а e было равным 1007, и само зашифрованное сообщение. Дешифровавшему сообщение он обещал вознаграждение в $100, которые он положил в банк под 2% годовых. По подсчётам аналитиков, для разложения такого огромного числа на множители при существавших алгоритмах факторизации и мощности тех компьютеров, потребуется 20.000 лет непрерывной работы (Рон Ривест предполагал 40 квадрильён лет для числа в 125 знаков). Но ситуация изменилась…

Согласно исследованиям Квабена Бохена (Kwabena Boahen), ученого в области информационных технологий из Стэнфордского университета, компьютер, полностью эмулирующий функционирование человеческого мозга, будет потреблять не менее 10 МВт энергии, что сопоставимо с мощностью, вырабатываемой небольшой гидроэлектростанцией. Благодаря работе, проведенной группой ученых, инженеров и программистов, разработавших небольшой суперкомпьютер, потребляемая эмулятором человеческого мозга мощность может быть снижена до 20 Вт, а это уже совершенно иной качественный уровень.