Akademisyen Li Guojie: Önümüzdeki birkaç on yıl, paralel hesaplamanın altın çağı
[Xinzhiyuan Kılavuzu] Paralel hesaplama, tamamen yüksek performanslı bilgi işlemdir ve yapay zeka hesaplama gücünün üstel patlamasının temelidir. Yapay zeka, makine öğrenimi, kuantum hesaplama, biyolojik bilgi işlem ve diğer en son teknoloji uygulamalarının tümü, destek için paralel hesaplamaya dayanır. Yeni koroner pnömoninin patlak vermesiyle birlikte, yüksek performanslı bilgi işlem ve yapay zeka gibi gelişmiş bilgi işlem teknolojilerinin uygulanması, virüs araştırmalarında ve salgın önleme ve kontrolünde önemli bir rol oynadı. Son "yeni altyapı" patlamasıyla paralel bilgi işlem, önümüzdeki birkaç on yıl içinde gerçekten "altın çağ" ın habercisi olacak.
Paralel hesaplamanın kökeni
1946'da dünyanın ilk genel amaçlı bilgisayarı "ENIAC" Pennsylvania Üniversitesi'nde doğdu.
1959 ile 1964 yılları arasında tasarlanan bilgisayarlar genellikle ikinci nesil bilgisayarlar olarak adlandırılır. Transistörler ve baskılı devreler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilgisayarın boyutu küçülmeye devam ediyor, işlev artmaya devam ediyor ve FORTRAN ve COBOL'u çalıştırabilir.
1964'ten 1972'ye kadar olan bilgisayarlara genellikle üçüncü nesil bilgisayarlar denir. Çok sayıda tümleşik devre kullanılır ve tipik model IBM360 serisidir. 1972'den sonraki bilgisayarlar geleneksel olarak dördüncü nesil bilgisayarlar olarak adlandırılır. Büyük ölçekli entegre devrelere ve daha sonra çok büyük ölçekli entegre devrelere dayanmaktadır.
1976'da ilk ticari süper bilgisayar Cray-1 çıktı. 200.000 transistörü entegre eder ve saniyede 150 milyon kayan nokta işlemi gerçekleştirir.
Bu yüzyılda paralel hesaplama hızla gelişti. Tek işlemcinin hesaplama hızındaki sürekli artış nedeniyle, paralel bilgisayarın mimarisi olgunlaşmakta, veri iletim ağının standardizasyonu ve iletim hızındaki önemli artış, paralel bilgisayarın geliştirme döngüsünü kademeli olarak kısaltmıştır.
Paralel hesaplama, gerçek ve karmaşık olayları modellemede, simüle etmede ve anlamada iyidir, bu da zamandan ve maliyetten tasarruf sağlayabilir, daha karmaşık sorunları çözebilir ve temeldeki donanımın bilgi işlem gücünü daha iyi kullanabilir.
Çin'deki paralel algoritmalarla ilgili araştırmalar fizikçilerle başladı ve ardından Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü'nden Wang Dingsheng, Biyofizik Enstitüsü'nden Chen Runsheng, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Chen Guoliang, Yazılım Enstitüsü'nden Sun Jiachang, Bilgisayar Teknolojisi Enstitüsü'nden Sun Ninghui ve diğer araştırmacılar bir araştırma paralel algoritması ve paralel yazılım oluşturdu. Bu grup, yerel paralel algoritma ve paralel yazılım araştırmasına öncülük etti ve Çin'de paralel hesaplamanın geliştirilmesinin temelini attı. Birkaç yıl sonra, ondan az üyesi olan bu disiplinler arası grup dört akademisyen yetiştirdi.
Akademisyen Li Guojie: Önümüzdeki birkaç on yıl, paralel hesaplamanın altın çağı
Çin Mühendislik Akademisi'nden bir akademisyen olan Li Guojie, önümüzdeki on yıl içinde yepyeni bir bilgisayar mimarisinde "Kambriyen" patlaması yaşanacağını, akademi ve endüstrideki bilgisayar mimarlarının heyecan verici bir dönemi başlatacağını söyledi.
Son yeni taç salgını bize çok fazla aydınlanma sağladı. Aşıların ve yeni antiviral ilaçların geliştirilmesi karmaşık matematiksel modeller içeriyor. Paralel hesaplamaları uygulamak için sayısal yöntemler kullanılmalıdır. Paralel işleme teknolojisi virüslerle mücadelede yeri doldurulamaz bir rol oynayacak.
Paralel bilgi işlem artık yeni bir çağda. 2017'de Turing Ödülü'nü kazanan bilgisayar mimarisi ustaları Hennessey ve Patterson, ister talimat düzeyinde işlem teknolojisi ister çok çekirdekli işleme teknolojisi olsun, genel amaçlı işlemcilerin doğasında var olan verimsizliğin ve ölçeklendirme yasasının ve Moore yasasının sonunun işlemci mimarisini oluşturduğuna dikkat çekti. Mühendislerin ve tasarımcıların genel amaçlı işlemcilerde önemli performans iyileştirmeleri sürdürmesi pek olası değildir.
"Bilgisayar mimarisinin iyileştirilmesi ve yeniliği, paralel algoritmaların ve paralel yazılımların iyileştirilmesi ve yeniliği ile senkronize edilmelidir. İyileştirme seviyesi ne kadar yüksekse, performans ve verimlilik de o kadar artar. İster Moore Yasasını, ister von Neumann darboğazını çiğnemek olsun, her ikisi de Seviyeler arasında yapılmalıdır. Önümüzdeki birkaç on yıl paralel hesaplamanın altın çağı olacak!
Çin Bilimler Akademisi "Pioneer Cup" Paralel Hesaplama Uygulaması Grand Prix, paralel bir hesaplama ekosistemi oluşturmaya yardımcı olarak başladı
Salgın yavaş yavaş azalırken, "yeni altyapı" ekonomik kalkınmayı teşvik etmede, endüstriyel iyileştirmeyi ve teknolojik ilerlemeyi teşvik etmede önemli bir rol haline geldi ve ayrıca Çin'in paralel hesaplama yazılımı ve uygulama ekolojisine birçok zorluk getirdi. Suguang Başkanı Li Jun'un dediği gibi, Çin, bilgi işlem donanımı tesisleri alanında dünyanın en iyileri arasında yer alıyor, ancak bilgisayar yazılımı ekolojisi, yazılım uygulama yetenekleri ve yetenek eğitimi açısından Çin ile gelişmiş ülkeler arasında büyük bir boşluk var.
Çin Mühendislik Akademisi akademisyeni Li Guojie, şu anda Çin'in büyük ölçekli bilimsel hesaplama uygulama yazılımının temelde ithalata dayandığını söyledi. Çin'in uygulama yazılımı geliştirme için kullandığı fazla hesaplama fonlarının oranı% 10'dan az ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki buna karşılık gelen yatırım Çin'in yaklaşık 6 katı.
İlk Çin Bilimler Akademisi "Pilot Kupası" Paralel Hesaplama Uygulaması Grand Prix'i resmi olarak 25 Mart'ta başlatıldı. Yarışma, bilgisayar yazılımı ortamının ve konu uygulamasının darboğazını aşmayı amaçlayan üç temel algoritma, yapay zeka ve uygulama yolu oluşturdu. Büyük veri merkezleri ve büyük bilgi işlem merkezleri gibi "yeni altyapının" daha iyi bir rol oynayabilmesi için üst düzey teknik disiplinler arası yetenekleri geliştirin, Çin'in paralel bilgi işlem endüstrisi ekolojisini kurun ve iyileştirin.
