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探索,是人类与生俱来的能力,可偏偏遇到了“计算力黑洞”(1)
作者: 崔昊 2017-11-17 13:20 【WatchStor】

探索,是人类与生俱来的能力,我们对未知世界的好奇,促使我们不断地探索我们自身和我们所处的世界,小到人脑与人体的运行机制,大到我们所生活的蓝色星球及将它所包裹的、遥无边际的宇宙,人类从未停止过探索的脚步。

在信息时代,我们拥有了人类前所未有的强大的能力,我们拥有的信息技术,提供了远超纸和笔的计算力,这让我们可以知晓许多此前毫无可能了解的事情,创造许多前人甚至都未曾想象过的事物,比如说一颗药丸如何在人体中发挥作用、月球如何影响着海洋的潮汐或是创造一个前所未有的、蓬勃却又竞争激烈的金融市场。

但最近几年,随着我们探索未知世界的脚步越来越快,我们却发现,原本以为充沛无虞的计算力变得越发捉襟见肘,甚至看上去就像是地球上的石油资源一样“逐渐枯竭”——我们正逐步落入人类有史以来最大的“计算力黑洞”。

人类落入“计算力黑洞”:计算资源就像是枯竭了一样

2013年,目前排名全球高性能计算排行榜第10的日本HPC K Computer(京)进行过一次模拟人脑1秒内17.3亿神经细胞(当然,这并非完整的人脑细胞数量)活动的人脑神经模拟计算,使用K Computer的82944个处理器+1PB内存进行计算。结果是,完成1秒的模拟计算需要耗费40分钟——如果假设完成时间与被模拟神经规模成线性比例的话,那么模拟整个大脑1秒的运作则需耗时2.5天。

无独有偶,作为人类探索宇宙的终极项目:全球最大的天文学国际合作项目SKA将集合数量多达3000个碟形天线构建一个等效反射面积高达1平方公里的最大综合孔径射电望远镜,从而获得比目前最大厘米波综合孔径望远镜JVLA“灵敏度提高50倍,搜寻速度提高10000倍”的人类有史以来最强的太空探索技术。

但SKA的背后,却是一个“难以想象的计算黑洞”:SKA每秒采集的数据量计划大于12Tb,相当于2013年底中国互联网国际出口带宽的3.5倍,相当于谷歌每年数据量的30倍,这需要百亿亿次级别的超级计算机才能完成科学数据处理,相当于曾经全球最快超级计算机天河2号性能的52倍。

不仅是在人脑模拟、太空探索上,甚至不只是核聚变模拟、催化反应、气候变化等科研领域,即使是在影响我们日常生活的多个领域,“计算力的黑洞”也在显现:英国气象局斥资9700万英镑意图建立一套先进的HPC系统,以帮助其完成对气象预报、海洋潮汐监测以及微气候等领域的研究,但随后,英国气象局就拓展和延续了这一计划,原因很简单“我们认为,如果没有E级计算系统(性能达到ExaFlops),我们还是无法做的让英国人民满意。”

当我们遇到“计算力黑洞”,只有两条路可走:要么直接放弃,要么迎难而上,显然,我们不会选择第一条路——那会导致灾难性的发展停滞,那么,我们有如何迎难而上,在我们所处时代所重要的几个领域,突破计算力的黑洞?比如说,在人工智能领域,在科研计算领域?


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 第 5 页:AI与HPC:互有交叉 相互借力

标签:高端存储 人工智能 高性能计算 

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