طرق غيرت أسرع أجهزة الكمبيوتر في العالم

مثل سيارتك؟ أحب الأفلام؟ سعيد مع طبيبك والمصرف الذي تتعامل معه؟ لديك كمبيوتر عملاق تشكره.
كما لاحظ بوب ديلان بحق ، لست بحاجة إلى رجل طقس لمعرفة الاتجاه الذي تهب فيه الرياح. ولكن إذا كنت ترغب في القيام بالتنبؤ على المدى الطويل ، أو توقع مسار إعصار من الفئة 5 ، أو محاكاة الضرر الناجم عن عقود من تغير المناخ ، فستحتاج إلى كمبيوتر عملاق.

هذه الآلات هي فقط ما يوحي به اسمها: الآلاف من المعالجات تعمل بالتوازي ، وتؤدي كوادريليونات من العمليات كل ثانية على أحجام لا يمكن تصورها من البيانات.

تعرف على المزيد حول ابتكارات تقنية الحوسبة الفائقة في HPE SC20 Virtual Experience. احصل على وصول إلى المجموعة الكاملة من الجلسات والأفكار الرئيسية واللوحات والمزيد.
شاهد الآن

يستخدم العلماء هذه الوحوش الإلكترونية لحل بعض أصعب المشاكل البشرية. تقوم آلات مثل مختبر لورانس ليفرمور بحساب نصف قطر الانفجار للرؤوس الحربية النووية الحرارية وإنشاء نماذج مفصلة لقلب الإنسان. يتم استخدام قمة أوك ريدج لاب لتصميم بطاريات أفضل ومحاكاة سوبر نوفا. قد يسمح نظام الإكساسكيل القادم في Argonne Lab’s Aurora للباحثين برسم خريطة للدماغ البشري وتسخير الاندماج النووي.

يرجى قراءة: سؤال وجواب: يتحدث ريك ستيفنز من مختبر أرغون الوطني عن “أكبر وأسوأ كمبيوتر في العالم”

تؤثر أجهزة الكمبيوتر العملاقة بالفعل على حياتنا بطرق لا يدركها معظمنا. إن التطورات المستمدة من أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء (HPCs) قد تغلغلت في أشياء يقوم بها الكثير منا كل يوم – مثل التحقق من الطقس ، أو القيادة إلى مكتب الطبيب ، أو مشاهدة فيلم ، أو إدارة حساباتنا المصرفية.

فيما يلي بعض من أكثرها شيوعًا.

الطقس: هل أحتاج إلى مظلة؟
في كل لحظة يقظة ، يصطدم 2 × 1044 جزيء (أي 2 متبوعًا بـ 44 صفرًا) ببعضها البعض في الغلاف الجوي للأرض ، مما يخلق ما نسميه الطقس. يتطلب توقع التفاعلات حتى ولو لجزء بسيط من هذه الجسيمات مليارات الحسابات.

تم تحقيق أول تنبؤ ناجح للطقس لمدة 24 ساعة في أبريل 1950 من قبل التكامل الرقمي الرقمي والكمبيوتر بجامعة بنسلفانيا. تم تصميم ENIAC في الأصل لحساب مسار المقذوفات خلال الحرب العالمية الثانية ، ويعتبره الكثيرون أول كمبيوتر للأغراض العامة.

بحلول منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، كانت التنبؤات التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر شائعة. تستخدم National Weather Service الآن جهازي كمبيوتر عملاقين بحجم الغرفة من IBM و HPE Cray ، كل منهما أقوى بـ 10000 مرة تقريبًا من الجهاز الذي تستخدمه لقراءة هذا. على مر السنين ، تحسنت دقة التنبؤ بالطقس بشكل مطرد. عادة ما تكون توقعات اليوم لمدة خمسة أيام على الهدف بنسبة 90 في المائة من الوقت ، في حين أن التوقعات لمدة 10 أيام لا تزال صحيحة أقل من نصف الوقت. لذا ، إذا كنت تحزم أمتعتك في رحلة طويلة ، أحضر مظلة تحسبًا لذلك.

السيارات: تضرب الطريق
لأكثر من 30 عامًا ، ساعدت أجهزة الكمبيوتر العملاقة السيارات على أن تصبح أسرع وأكثر أمانًا وكفاءة في استخدام الطاقة. بدأت شركات صناعة السيارات اليابانية في استخدام HPCs في أواخر الثمانينيات. استخدمت Mazda حاسوبًا فائقًا Cray بقيمة 8 ملايين دولار لتصميم خط السقف الأنيق “Aero-Wave” لسيارتها الرياضية RX-7 1993. وفي عام 2004 ، اشترت شركة جنرال موتورز حاسوبًا عملاقًا لمحاكاة نتائج اختبارات حوادث المركبات. بينما ننتقل إلى عصر المركبات ذاتية القيادة ، ستلعب HPCs دورًا أكبر في تدريب أنظمة الذكاء الاصطناعي للسيارة لتحديد ما إذا كانت هذه حقيبة قمامة في منتصف الطريق أم عربة أطفال.

عندما تدخل محطة بنزين لملئها ، يمكنك أن تشكر أجهزة الكمبيوتر العملاقة على ذلك أيضًا. تساعد النماذج الزلزالية ثلاثية الأبعاد شركات البتروكيماويات على التنبؤ بمواقع احتياطيات النفط. وعندما تتقاعد أخيرًا عن استخدام هذا الغاز الذي يستهلك الكثير من الوقود لمركبة تعمل بالكهرباء بالكامل ، فقد يكون السبب في ذلك هو أن الكمبيوتر العملاق ساعد في تصميم بطاريات مركبة كهربائية تدوم طويلاً.

الطب: سيراك طبيب الذكاء الاصطناعي الآن
هل حصلت على لقاح الانفلونزا هذا العام؟ لعبت أجهزة الكمبيوتر العملاقة دورًا رئيسيًا في تطوير لقاحات إنفلونزا الطيور والخنازير ، وتعمل الآن بجد للبحث عن علاجات وعلاجات لـ COVID-19.

يستخدم الباحثون الطبيون الذكاء الاصطناعي وأجهزة الكمبيوتر العملاقة لإنشاء توائم رقمية للأعضاء البشرية ، لمراقبة كيفية استجابتهم للعلاجات قبل تطبيقها على أشقائهم من لحم ودم. اليوم ، تساعد Blue Brain 5 من Hewlett Packard Enterprise في رسم خريطة لـ 88 مليار نقطة تشابك عصبية داخل القشرة المخية الحديثة للقوارض ، وهي خطوة أساسية نحو فهم الدماغ البشري.

في النهاية ، من المتوقع أن تفتح الحوسبة عالية الأداء حقبة جديدة من الطب الشخصي ، حيث يتم ضبط العلاجات المخصصة لتلائم التركيب الجيني الخاص بك.

الخدمات المالية: يمكنك الاعتماد عليها
هل سبق لك استخدام بطاقتك الائتمانية في بلد أجنبي وتلقيت مكالمة هاتفية من البنك الذي تتعامل معه بعد دقائق تطلب منك التحقق من عملية الشراء؟ هذا لأن خوارزمية التعلم الآلي التي تعمل على HPC تدعمك. يتطلب تحديد الاحتيال المصرفي المحتمل فور حدوثه قدرًا هائلاً من قوة الحوسبة. على سبيل المثال ، تقوم MasterCard بمعالجة 165 مليون معاملة في الساعة ،

تطبيق ما يقرب من مليوني قاعدة على كل معاملة – ويتم تنفيذها في غضون ثوانٍ.

تستخدم مؤسسات الخدمات المالية أجهزة الكمبيوتر العملاقة بعدة طرق أخرى أيضًا: لاكتشاف الهجمات الإلكترونية وصدها ، وتقييم مخاطر الائتمان ، وتقييم الاستثمارات ، والتحقق من الامتثال التنظيمي ، والتنبؤ بالأسعار ، وإدارة الصفقات عالية السرعة. وفي المرة التالية التي تتصل فيها بخط خدمة العملاء في البنك الذي تتعامل معه ، قد يتم الرد عليه من خلال روبوت مدفوع بالذكاء الاصطناعي يمكنه تقييم حالتك العاطفية وتوجيهك إلى الشخص المناسب.

الترفيه: ماذا تريد أن تشاهد الليلة؟
من الصعب العثور على إصدار فيلم رئيسي حديث لا يستخدم شكلاً من أشكال الصور التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. جلبت الأفلام التي تم إنشاؤها بالكامل حول CGI ما يقرب من 6 مليارات دولار في شباك التذاكر في عام 2018. وكلما كانت الرسوم المتحركة أكثر تعقيدًا ، زادت قوة الحوسبة المطلوبة. تم تقديم Baymax ، بطل الرواية ذو اللون الأبيض المتين في فيلم “Big Hero 6” (2014) من إنتاج شركة ديزني ، باستخدام كمبيوتر عملاق بقوة 55000 نواة قام بمحاكاة 10 مليارات شعاع من الضوء يرتد عن كل جسم.

ثم ظهر فيلم “القطط” (2019). قال أقل عن ذلك كلما كان ذلك أفضل.

لكن أفلام CGI كانت موجودة لفترة أطول بكثير مما تعتقد. استخدم فيلم “Vertigo” (1958) لألفريد هيتشكوك حاسوبًا مضادًا للطائرات يعود إلى حقبة الحرب العالمية الثانية لإنشاء تسلسل عنوان افتتاحي شبيه بجهاز التنفس. كان الفيلم الأول الذي لعبت فيه الحواسيب الفائقة دور البطولة هو فيلم The Last Starfighter لعام 1984 ، والذي استخدم Cray X-MP لتقديم 27 دقيقة من المؤثرات الخاصة.

علم الفلك: السماء هي الحد
عندما ننظر إلى سماء الليل ، فإننا ننظر إلى الماضي القريب ، مستخدمين أعيننا وربما باستخدام تلسكوب. عندما يقوم علماء الفيزياء الفلكية بذلك ، فإنهم ينظرون إلى الوراء 13 مليار سنة ، مستخدمين الحواسيب العملاقة لمحاكاة شكل الكون بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم. تم استخدام HPCs لنمذجة كيفية تولد المجرات ، وسبر أعماق الثقوب السوداء ، وإلقاء الضوء على ألغاز المادة المظلمة.

قد يكون هذا هو التأثير الأكثر عمقًا وطويل الأمد للحوسبة الفائقة: لتغيير فهمنا لكيفية تشكل الكون ، وكذلك مكاننا فيه.