سوف نكسر: الحواسيب العملاقة الروسية
وفقًا للبيانات المفتوحة ، فإن أقوى كمبيوتر عملاق في روسيا هو Yandex's Chervonenkis. المصدر: wikiwand.com
التقنيات الاستراتيجية
يجب أن تكون الدول التي تدعي السيادة التكنولوجية قادرة على بناء أجهزة كمبيوتر عملاقة بمفردها. أو لأول مرة على الأقل قم بالشراء من الآخرين. أجهزة الكمبيوتر عالية الكفاءة وذات التكلفة العالية هي محركات التقدم في البلاد وفي العالم. حرفياً. من بين أهم وجهات "السوبر" هي النمذجة ثلاثية الأبعاد المعقدة للعمليات المختلفة. على سبيل المثال ، في صناعة الطائرات ، يمكن لأنظمة الكمبيوتر أن تسرع بشكل كبير الحسابات الديناميكية الهوائية لجسم الطائرة والأنظمة الهامة الأخرى.
دخلت أجهزة الكمبيوتر العملاقة في عدد من البرامج الحكومية. على سبيل المثال ، في عام 2017 ، أصدرت الحكومة تعليمات "بشأن تطوير منتجات المعدات العسكرية عالية التقنية والواعدة فقط باستخدام تقنيات تصميم الكمبيوتر الحديثة والنمذجة الرياضية الإلكترونية". تمت كتابة حزمة برامج Logos مباشرة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة. كما يكتب المطورون ، تسمح إحدى وحدات برنامج Logos-TMP "بحساب تدفق الغاز اللزج القابل للانضغاط وغير القابل للضغط ، مع مراعاة الاضطراب باستخدام جميع الأساليب الحديثة."
الوحدة الثانية - قوة الشعارات "نماذج عمليات تشوه البلاستيك المرن الثابت والديناميكي ، وديناميكيات الغاز ، والتدمير ، وتفاعل التلامس ، والتوصيل الحراري ، والحركية ، وتحليل الترددات وأنماط الاهتزاز." تم استخدام حزمة البرامج ، على وجه الخصوص ، على نطاق واسع لإجراء حسابات حول موضوع مقاتلة الجيل الخامس Su-57.
من المعروف من المصادر المفتوحة أنهم عملوا على حل مشاكل الفصل الآمن طيران وسائل التدمير من الطائرة ، وتحليل موارد المواد الإنشائية الجديدة ، وتقييم التأثير الديناميكي للغاز لتركيب المدفع وحساب انتشار خليط إطفاء الحريق في مقصورة محطة توليد الكهرباء. تتيح المحاكاة الافتراضية إمكانية تبسيط المزيد من الاختبارات الشاملة بشكل كبير ، والتي بدونها ، بالطبع ، لا يمكن لأي عمل تصميم واحد القيام به.
مثال على توفير نماذج ثلاثية الأبعاد عالية الدقة بشروط أولية وحدودية من النماذج الوظيفية. المصدر: A. V. Kornev "تطبيق تقنيات الحواسيب العملاقة المحلية لإنشاء نماذج طائرات متقدمة"
لفهم مصفوفات البيانات التي يجب على الكمبيوتر العملاق حسابها ، دعنا نعطي مثالاً لجهاز بسعة 1 Pflop / s.
كمرجع ، 1 بيتافلوب يعني أن الكمبيوتر يمكنه إجراء كوادريليون عملية فاصلة عائمة في الثانية. حوالي 50 ألف جهاز كمبيوتر شخصي عادي قادرون على ذلك.
الكمبيوتر العملاق بيتافلوب موثوق به لحساب الخصائص الديناميكية الهوائية للطائرات في أوضاع الطيران المختلفة. على سبيل المثال ، النماذج المقاتلة بسرعات قبل وبعد التغلب على رقم Mach. كمبيوتر عملاق بأداء 1 Pflop / s ينشئ نموذجًا في كل وضع لمدة 12 شهرًا على الأقل! في الوقت نفسه ، لا تؤدي زيادة أداء الكمبيوتر العملاق بمقدار عشرة أضعاف إلى تسريع مماثل - يتم تقليل مدة الحساب إلى 2-3 أشهر.
إن استخدام النماذج عالية الدقة لعمليات الاحتراق وإطفاء الحرائق على متن الطائرة هو أكثر كثافة للموارد ، بمقدار واحد أو اثنين من حيث الحجم. مما سبق ، يتضح مدى أهمية امتلاك روسيا الحديثة لأجهزة كمبيوتر فائقة التطور. مع الأخذ في الاعتبار على وجه الخصوص الاختراق الثوري الحرفي الذي يجب أن تحققه صناعة الطائرات المدنية في السنوات السبع إلى الثماني القادمة. بحلول عام 2030 ، يجب أن تغطي الطائرات المحلية جميع احتياجات النقل الداخلي تقريبًا ، وهي عدة مئات من الطائرات ، بعضها لم ينطلق حتى في السماء.
نتائج حساب انتشار خليط الإطفاء في حجرة محطة توليد الكهرباء. المصدر: A. V. Kornev "تطبيق تقنيات الحواسيب العملاقة المحلية لإنشاء نماذج طائرات متقدمة"
لا حاجة إلى "سوبر" أقل قوة في صناعة السيارات. خاصة بالنظر إلى برنامج إحلال الواردات واسع النطاق الذي لم يتم إطلاقه بعد. أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء ، من بين أمور أخرى ، موثوق بها لحساب الديناميكا الهوائية ومحاكاة اختبارات التصادم الافتراضية.
في علم العقاقير ، تُستخدم طرق النمذجة الجزيئية على نطاق واسع ، على سبيل المثال ، الالتحام - وصف لتفاعل البروتينات المستهدفة والجزيئات ذات الوزن الجزيئي المنخفض للأدوية المستقبلية التي تمنع عمل هذه البروتينات. يفرز الكمبيوتر العملاق آلاف الجزيئات الجاهزة ويختار أكثرها واعدة.
علاوة على ذلك ، يتعين على المجربين في المختبرات فقط التحقق من حل الدماغ الخارق في تجارب واسعة النطاق. يتم توفير الوقت الضخم وعشرات الملايين من الروبلات. يتم إجراء عمل مماثل في مركز أبحاث الحوسبة بجامعة موسكو الحكومية في 1,7 بيتافلوب لومونوسوف. بالمناسبة ، كان في يوم من الأيام واحدًا من أقوى خمسمائة حاسوب خارق في العالم.
"Chervonenkis" وغيرها
آخر مرة تم فيها تحديث أقوى 500 جهاز كمبيوتر في العالم في نوفمبر من العام الماضي ، وتميزت بظهور أول جهاز ektaflops. هذه آلة فرونتير من مختبر أوك ريدج الوطني في الولايات المتحدة. قوتها القصوى بالضبط هي 1،102 Pflop / s أو 1,102 Eflop / s. هذا أقوى ألف مرة من الكمبيوتر العملاق المذكور أعلاه لحساب الخصائص الديناميكية الهوائية للطائرة.
على الأرجح ، ستقوم Frontier ببناء نماذج مماثلة لمقاتلي Su في غضون أيام. يمكن أن تصل قوة الذروة للمنتج الأمريكي إلى 1,685 Eflop / s. في الوقت نفسه ، تستهلك الطاقة مثل العديد من المباني الشاهقة في أمسية شتوية فاترة - حتى 21 كيلو واط. حتى نوفمبر 100 ، كان كمبيوتر Fugaku الياباني الفائق بأداء 2022 Pflop / s في المرتبة الأولى ، في حين أنه يستهلك طاقة أكبر بشكل ملحوظ - ما يقرب من 442 ألف كيلوواط.
هناك اتجاهان - زيادة في قوة أجهزة الكمبيوتر العملاقة مع انخفاض متزامن في استهلاك الطاقة.
أين السيارات الروسية في أفضل 500 سيارة؟ في المركز الخامس والعشرون هو "السوبر" من "Yandex" - "Chervonenkis" بأداء 25 Pflop / s ، تستخدمه الشركة بشكل أساسي لاحتياجات الشبكات العصبية. تم تسمية الجهاز على اسم Alexei Chervonenkis ، أحد أعظم منظري التعلم الآلي.
بالطبع ، يتم استيراد كل الحشوة - NVIDIA A100 GPUs مقترنة بـ AMD EPYC 7702. في وقت ظهوره في عام 2021 ، احتل الكمبيوتر العملاق المرتبة 19 في الترتيب العالمي.
يوجد أيضًا في التصنيف العالمي جهازان أخريان من Yandex - 16 بيتافلوب غالوشكين (المركز 44) و 12,8 بيتافلوب Lyapunov (المركز 47 في الترتيب). تم تسمية الأول على اسم ألكسندر جالوشكين ، أحد الباحثين الرئيسيين في الشبكات العصبية ، والثاني - تكريما لـ Alexei Lyapunov ، مؤلف الأعمال الأساسية لعلوم الكمبيوتر. ظهرت جميع الآلات مؤخرًا نسبيًا وبالتالي لم يكن لديها وقت لتصبح قديمة الطراز.
لدى Sber أيضًا أجهزة كمبيوتر عملاقة ، مثل Christofari و Christofari Neo ، تم بناؤها في 2019 و 2021 على التوالي. نيو هو 50 في التصنيف العالمي ، بينما شقيقه الأكبر هو 87.
يمكن الحكم على تكلفة بناء مثل هذه الوحدات من خلال تكاليف الكمبيوتر العملاق Lomonosov-2 ، والتي تم إنفاق ما يقرب من 2009 مليار روبل عليها بحلول عام 2. فوجاكو المذكورة أعلاه تكلف مليارات الدولارات. تعد أجهزة الكمبيوتر العملاقة باهظة الثمن ولكنها مرغوبة للغاية.
في الوقت الحالي ، قادة العالم ، من حيث القوة وعدد السيارات ، هم الصين (حوالي 170 سيارة) والولايات المتحدة (حوالي 150) ، تليها اليابان وألمانيا وفرنسا وهولندا. حتى نوفمبر من العام الماضي ، تضمنت أفضل 500 طائرة لومونوسوف -2 المذكورة أعلاه مع 1,3 Pflop / ثانية ، لكنها الآن خارج نادي النخبة. لكن الرعد من MTS بسعة 2,26 Pflop / s في نوفمبر من العام الماضي أوقف السقوط في المركز 352.
يعتمد تصنيف أجهزة الكمبيوتر الأكثر إنتاجية في العالم على مبدأ تطوعي - إذا كان لدى مقدم الطلب رغبة في التميز ، فعندئذٍ يتم تضمين معلمات الكمبيوتر العملاق في أفضل 500. يمر جزء كبير من أجهزة الكمبيوتر القوية ، حيث يتم استخدامها لمصالح الأمن القومي.
في روسيا ، بالطبع ، أشهرها وأقوىها هو مركز التحكم في الدفاع الوطني "الفائق". لا يوجد الكثير من المعلومات المفتوحة حول هذا الجهاز ، ولكن يُزعم أن الأداء يبلغ حوالي 16 Pflop / s. إذا كان هذا صحيحًا ، فإن الكمبيوتر هو من بين أقوى خمسين جهازًا في العالم. إن الإمكانات الحاسوبية للجهاز على Frunzenskaya Embankment أعلى بثلاث مرات من قدرات كمبيوتر عملاق مماثل في البنتاغون.
أحد أغراض الكمبيوتر العملاق التابع لوزارة الدفاع الروسية هو نمذجة وتوقع تطور النزاعات العسكرية. يقال إن خوارزميات الآلة أبلغت عن أزمة حكومية في فنزويلا قبل أسابيع. لا يسع المرء إلا أن يخمن ما هي التوقعات التي يقدمها الكمبيوتر الذي يحتوي على 16 بيتافلوب حول نتيجة العملية الخاصة في أوكرانيا. وما هي النماذج التي قامت بإنشائها قبل 24 فبراير 2022.
على الرغم من كل الإيجابية الظاهرة في الصورة ، ستواجه روسيا في المستقبل القريب بعض الصعوبات في إنشاء أجهزة كمبيوتر عملاقة جديدة. كما يتضح من المواد ، فإن الاعتماد على المكونات الأجنبية يقترب بشكل مطلق - في روسيا لا توجد قاعدة إنتاج لمعالجات الرسومات ، والتي يتم على أساسها بناء المكونات "الفائقة". لهذا السبب حظر الأمريكيون الخريف الماضي استيراد رقائق Nvidia إلى روسيا ، وفي نفس الوقت إلى الصين. بادئ ذي بدء ، منتجات سلسلة A100 و H100 ، التي تعتمد عليها صناعة الحواسيب العملاقة بأكملها.
إذا تُرك كل شيء كما هو ، فقد يصبح تراكم روسيا في الطاقة الحاسوبية من الدول الغربية في غضون خمس أو ست سنوات أمرًا بالغ الأهمية. هذا ، بالطبع ، لن يتسبب في انهيار لحظي وكامل ، لكنه سيبطئ العديد من عمليات التصميم والتقنية. في البلدان المعادية ، على العكس من ذلك ، سوف تتسارع عمليات التطوير والتبني في السلسلة.
يعد مسرع الرسومات NVIDIA A100 أساسًا لمعظم الأجهزة التجارية الفائقة الروسية. من المتوقع أن تقع تحت القيود الغربية. المصدر: i2hard.ru
من المؤكد أن العمل على استبدال استيراد حشو الكمبيوتر العملاق جار. يتم تخصيص الأموال لتطوير طباعة حجرية محلية ، وهي المكون الرئيسي في سلسلة إنتاج الإلكترونيات الدقيقة. سيسمح هذا نظريًا بإنتاج رقائق الرسومات بحلول عام 2030.
بالطبع ، ليس من الطراز العالمي ، ولكنه خاص بهم تمامًا. الحقيقة هي أن المعلمة الرئيسية للتطور الحديث "فائقة" هي كفاءة الطاقة. تذكر أن أقوى حد في العالم يستهلك حوالي 21 كيلو واط ، بينما يستهلك فوجاكو الأقل قوة 100 ألف كيلو واط. بالنسبة لروسيا ، بصراحة ، هذا المعيار ليس بالغ الأهمية. علاوة على ذلك ، فإن بلدنا هو الأفضل في العالم لتنظيم الحوسبة الفائقة.
أولاً ، لدينا كهرباء غير مكلفة للغاية ، وثانيًا ، مناخ بارد ، مما يبسط إلى حد كبير تبريد أجهزة الكمبيوتر الفائقة الساخنة. لذلك ، لبعض الوقت ، من الممكن زيادة قوة الآلات الموجودة وبناء آلات جديدة على معالجات رسومية قديمة بصراحة. سوف تشغل هذه العمالقة ببساطة مساحة وتولد المزيد من الحرارة.
إذا بالغنا تمامًا ، فسيتعين تخصيص محطة طاقة صغيرة لكل مركز كمبيوتر. ما يجب فعله ، السيادة التكنولوجية لم تكن رخيصة أبدًا.
معلومات