A szuperszámítógépek nem véletlenül izgatják az emberi fantáziát - számítókapacitásuk lassan saját agyunkéval vetekszik, segítségükkel bioszférákat, naprendszereket, virtuális világokat szimulálhatunk, s ha valaha megszületik az MI, valószínűleg belőlük pattan majd ki. De hány ilyen gépünk van, hol tartunk és mi a fenét építtet Obama?

Szóval, hol tartanak mai szuperszámítógépeink? Elértük-e már Asimov vízióját, amelyben négy ilyen gép elkormányozhatná a világot?

Mikor fognak helyettünk gondolkodni a gépek?

Az IBM tudósai úgy becsülik, hogy az emberi agy körülbelül 36,8 petaflop/s számítókapacitással bír - ez azt jelenti, hogy a számítógépek nyelvére lefordítva másodpercenként 36,8 billiárd lebegőpontos művelet elvégzésére alkalmas. Ez az elképesztő organikus számítógép az, amely érzékszerveinket, reflexeinket, szervezetünk működését irányítja, emlékeinket tárolja, meghatározza gondolatainkat és személyiségünket.

Ehhez képest a világ jelenlegi legerősebb szuperszámítógépe, a kínai Tianhe-2 (mely nevét szerényen a Tejúttól kölcsönözte) jelenlegi csúcsteljesítménye 33,86 petaflop/s.

Igen, a legerősebb szuperszámítógép teljesítménye már nagyjából megegyezik agyunkéval.

A Tianhe-2 ugyanakkor a maga nemében jelenleg egyedülálló - a második helyezett, az amerikai Titan teljesítménye mindössze 17.59 petaflop/s.

Ezek alapján egyelőre nem kell attól félnünk, hogy az emberrel a versenyt felvenni tudó robotok árasztják majd el az utcákat - ennek oka pedig elsősorban az, hogy a hasonló teljesítményre képes szuperszámítógépek nem csak hatalmasak, de energiaigényük is rendkívül magas.

A kínai listavezető csúcsteljesítmény mellett 17.6 megawatt energiát fogyaszt - az emberi test pedig nagyjából annyit, mint egy 120 wattos villanykörte, melyből agyunknak körülbelül 20 watt jut. Érezzük a nagyságrendi különbséget? A szuperszámítógépnek kicsit több kell a müzlinél.

A méret ugye a másik gond: a Tianhe-2 teljes rendszere, benne több mint hárommillió processzormaggal 720 négyzetmétert foglal el. Szóval, öntudatra ébredve sem tudna elvegyülni az utcán.

Ha a helyünket nem veszik át, mit tudnak?

Tehát, ha az emberi agyat nem replikálhatjuk velük hatékonyan, mire is jók? Gyakorlatilag bármire és mindenre, már ha a virtuáliában maradunk.

A szuperszámítógépek segítségével a kutatók olyan feladatokat oldanak meg, amelyek nélkülük akár évtizedekig is tarthatnának. Modellezik a Föld időjárási rendszereit, a bioszférát, a nukleáris robbantásokat az atomi szinttől azok nagyléptékű hatásaiig. Modellezik az élő szervezetek működését, a galaxisok születését és így tovább.

A legtöbb eredmény, amelyet általuk kaphatunk, nélkülük egyáltalán nem születhetne meg - az űrbéli szuperstruktúrák pontos működését például puszta megfigyeléseink alapján olyan hosszú ideig tartana szimulálni, hogy szinte meg sem érné elkezdeni a feladatot.

Aztán ott vannak a nukleáris robbantások. A XX. században az atomhatalmak több ezer (!) kísérleti atomrobbantást végeztek bolygónk felszínén – Észak-Amerikai és Ausztrália sivatagaiban, Szibéria roppant lakatlan síkságain, a Csendes-óceán szigetein vagy éppen az óceánok mélyén. Abban pedig mind megegyezhetünk, hogy nem kívánjuk vissza ezt a korszakot.

Szerencsére nem is kell tartanunk attól, hogy visszatér, szupergépeink ugyanis remekül kiváltották a valódi robbantások szükségességét - csak az Egyesült Államokban mintegy 100 ezer számítógépet használnak erre a célra.

Ha már itt tartunk: milyenek az erőviszonyok?

Az 500 legerősebb (legnagyobb teljesítményű) szuperszámítógép 500-as toplistáján jelenleg elképesztő fölényben van az USA - a lista 46,6 százalékát az ő gépeik adják. Utánuk következik Japán (7,8%), majd Kína (7,4%).

Nagy öröm számunkra, hogy a listán jelenleg egy magyar gép is szerepel.

A Debreceni Egyetemen üzemelő Leo (mely nevét Szilár Leótól kölcsönözte) 3696 processzormagjával 248,2 teraflop/s csúcsteljesítményre képes. A rendszert a HP szállította.

A Leo 2014-ben került fel a listára, amelynek jelenleg 370. helyét foglalja el. Ezt megelőzően utoljára 2000. novemberében került be országunk az 500-as topba. Akkor a Sun Enterprise 10000 szerver a 361. helyre került fel, és a teljesítménybeli fejlődést jelzi, hogy erre mindössze 110,5 gigaflop/s csúcsteljesítménnyel volt képes - ez nagyjából egy nyolcmagos Xeon processzor mai teljesítményének felel meg. A Leo teljesítménye ennek több mint háromezerszerese.

Na de mi a jó fenét építtet Obama?

A téma a napokban nem csak azért vált aktuálissá, mert kiderült, hogy a Leo megőrizte helyezését a listán – a világ arra kapta fel a fejét, hogy Barack Obama amerikai elnök aláírt egy elnöki rendeletet, amely a Nemzeti Stratégiai Számítási Kezdeményezés (NSCI) felállítását írja elő. Ennek célja pedig nem más, mint az első exascale-szintű szuperszámítógép kifejlesztése.

Az NSCI-ben részt vesz az amerikai Energiaügyi minisztérium, a Védelmi Minisztérium és a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF).

Mi az az exascale?

Az exaflop/s teljesítményű szuperszámítógépek kapacitását már kvintillió másodpercenkénti számításban mérjük.

Sokak szerint az első exaszintű gép megépítése volna a számítástechnika fordulópontja, mert valójában ezzel érnénk el az emberi agy számítókapacitását. A tudósok korábban 2018-ra saccolták ennek megvalósulását, jelenlegi állás szerint azonban tovább húzódik a dolog.

Az Obama által kiadott ukáz 15 évre előre határozza meg az amerikai HPC (High Performance Computing) irányát, s célja az, hogy a jelenleg 10 petaflop/s rendszerek teljesítményét a százszorosára növelje. Ennek érdekében az ügynökségek, magánvállalatok, állami szervezetek összeadják majd szellemi tőkéjüket, új tehetségeket képeznek és a rendelkezésre álló technológiákat integrálva és továbbfejlesztve remélhetőleg létrehozzák majd a szuper-szuperszámítógépet.

Aztán persze ha az IBM előbb ér el áttörést a quantum computing terén, az átrajzolja az egész térképet, és a jelenlegi szuperszámítógépek egyébként is hamar tárgytalan kövületekké válnak.