Само AI не стига: САЩ рискуват да загубят лидерството си в областта на HPC
Проблемите, свързани HPC заплашват нововъведенията в Съединени американски щати, съгласно Джак Донгара, притежател на премията „ А. М. Тюринг “ и един от основателите на класацията TOP500 на най-мощните суперкомпютри в света, чиито планове и реализации на доста библиотеки, в това число EISPACK, LINPACK, BLAS, LAPACK и ScaLAPACK са съдействали за развиването на HPC. В публикация, оповестена от The Conversation, Донгара разисква напредъка на HPC и провокациите пред нововъведенията в Съединени американски щати.
Ученият означи, че HPC е една от най-важните технологии в актуалния свят, която разрешава осъществяването на задания, вариращи от прогнозирането на времето до намирането на нови медикаменти и образованието на AI модели, които са прекомерно комплицирани или прекомерно огромни за стандартните компютри.
HPC в този момент се намира в повратна точка и изборът, който държавното управление на Съединени американски щати, откривателите и софтуерната промишленост вършат през днешния ден, може да повлияе на бъдещето на нововъведенията, националната сигурност и световното водачество, предизвестява Донгара.
Използвайки хиляди или даже милиони чипове с усъвършенствана памет и системи за предпазване за бързо пренасяне и запазване на големи количества данни, HPC платформите разрешават извънредно подробни симулации и калкулации, споделя Донгарра. Значението на HPC в допълнение набъбна с развиването на технологиите за изкуствен интелект, които изискват голяма изчислителна мощ за образование.
„ В резултат на това ИИ и HPC в този момент работят в тясно съдействие, като взаимно се тласкат напред. “
отбелязва ученият
Според него сегментът на високопроизводителните изчислителни системи е подложен на по-голям напън от всеки път, с по-високи условия към системите във връзка с скоростта, данните и потреблението на сила. Той също по този начин означи, че HPC са изправени пред някои съществени механически провокации.
Донгарра уточни разликата сред продуктивността на чиповете и подсистемата за памет като едно от главните провокации.
„ Представете си, че имате свръхбърз автомобил, само че сте попаднали в запушване – мощността е безполезна, в случай че пътят не може да се оправи с нея. “
казва ученият
По същия метод подсистемите на паметта не могат да „ зареждат “ изчислителните единици, които са в престой, което се отразява на успеваемостта на цялата изчислителна система.
Друг проблем на HPC е потреблението на сила.
Законът на Денард за мащабирането, който гласи, че с намаляването на размера на транзистора потреблението на сила понижава, до момента в който продуктивността се усилва престана да се ползва през 2006 година. Сега колкото по-мощни са компютрите, толкоз повече сила употребяват. За да поправят този проблем, откривателите търсят нови способи за планиране на хардуер и програмен продукт за високопроизводителни изчислителни технологии.
Проблем има и с типовете чипове, които се създават, отбелязва ученият. В момента производството на чипове е ориентирано най-вече към изкуствения разсъдък, който е превъзходен за нископрецизни калкулации. Много научни приложения обаче към момента изискват FP64 калкулации. По-специално, Nvidia се е фокусирала извънредно върху AI, заради което FP64 продуктивността на нейния финален чип GB300 е съвсем 30 пъти по-малка от тази на GB200. Според слуховете AMD ще има два разновидността на AI ускорители MI430X с поддръжка на FP64 и MI450X, изцяло лишен от FP64 тензорни ядра, в идващото потомство Instinct, само че и тя може да заложи единствено на AI.
Ако производителите спрат да създават чиповете, от които се нуждаят учените, това ще се отрази неподходящо на значимите проучвания.
По този метод трендовете и комерсиалните цели в региона на полупроводниците могат да се разминат с потребностите на научната общественост, а неналичието на профилирано съоръжение може да попречва напредъка на научните проучвания. Възможно е да се опитаме да създадем профилирани чипове за високопроизводителни изчислителни технологии, само че това е скъпо и мъчно. Изследователите обаче изследват нови планове за разработване на чипове, в това число чиплети, с цел да ги създадат по-достъпни.
В предишното Съединени американски щати имаха преимущество в региона на високопроизводителните изчислителни технологии с помощта на държавното финансиране, поддръжка и отворена разработка, само че в този момент доста страни влагат съществено в HPC в опит да понижат зависимостта от задгранични технологии и да поемат водеща роля в области като моделирането на климата и персонализираната медицина. Европа създава програмата EuroHPC, Япония разполага със личен суперкомпютър Fugaku (и скоро ще има още един), а Китай има цяла „ войска “ от такива машини.
Правителствата осъзнават, че високопроизводителните изчислителни технологии са от основно значение за националната им сигурност, икономическата мощност и водещата роля в науката – сподели Донгара, като акцентира, че Съединени американски щати към момента нямат явен дълготраен проект за бъдещето.
Другите страни развиват тази област бързо и без национална тактика Съединени американски щати рискуват да изостанат, предизвести той. Специалистът означи също по този начин, че към този момент са подхванати някои стъпки в тази посока, в това число приемането на Закона за чиповете и науката през 2022 година и основаването на дирекция, която да помогне за превръщането на научните проучвания в действителни артикули. През тази година беше основана и работна група, наречена „ Визия за американската просвета и технологии “, която сплотява организации с нестопанска цел, университетски и индустриални среди, с цел да помогне на държавното управление да взема решения. Освен това квантовите калкулации набират скорост. Но те към момента са в ранен стадий и евентуално ще допълват, а не ще заменят обичайните HPC. Ето за какво е значимо да продължим да влагаме и в двата типа калкулации.
Донгара назова тези стъпки верни, само че те няма да решат казуса с поддръжката на високопроизводителните изчислителни технологии в дълготраен проект. В допълнение към краткосрочното финансиране и инфраструктурните вложения ученият предлага:
да се създадат дълготрайни федерални вложения в научноизследователска и развойна активност в региона на високопроизводителните изчислителни технологии, в това число модернизиран хардуер, програмен продукт и енергийно ефикасни архитектури;
да се закупят и внедрят съвременни изчислителни системи в националните лаборатории и университетите;
да се ангажира с развиването на човешките запаси, в това число образование по редом програмиране, числени способи и консолидиране на AI-HPC;
координиране на проектите за хардуер, като се подсигурява, че създаването на търговски чипове съответствува с потребностите на научните и инженерните приложения;
потребление на устойчиви модели на финансиране, които няма да бъдат повлияни от геополитически фактори;
да се подтикват публично-частните партньорства за превъзмогване на разликите сред университетските проучвания, нововъведенията в промишлеността и потребностите на националната сигурност.
Донгара означи, че високопроизводителните изчислителни технологии са освен това от бързи суперкомпютри. Тя е в основата на научните открития, икономическия напредък и националната сигурност. Ако Съединени американски щати одобряват препоръчаните ограничения, може да се подсигурява, че HPC ще продължи да поддържа нововъведенията през идващите десетилетия.
