Quantumrun

تصویری کریڈٹ: Quantumrun

ممالک سب سے بڑے سپر کمپیوٹر بنانے کا مقابلہ کیوں کر رہے ہیں؟ کمپیوٹرز کا مستقبل P6

ڈیوڈ تال، پبلشر، فیوچرسٹ
ٹویٹ ایمبیڈ کریں
لنکڈ

منگل، 09/15/2020 - 15:33

جو بھی کمپیوٹنگ کے مستقبل کو کنٹرول کرتا ہے، وہ دنیا کا مالک ہے۔ ٹیک کمپنیاں اسے جانتی ہیں۔ ملک جانتے ہیں۔ اور یہی وجہ ہے کہ وہ جماعتیں جن کا مقصد ہماری مستقبل کی دنیا پر سب سے بڑے نقشوں کا مالک ہونا ہے، تیزی سے طاقتور سپر کمپیوٹرز بنانے کی گھبراہٹ کی دوڑ میں ہیں۔

کون جیت رہا ہے؟ اور یہ تمام کمپیوٹنگ سرمایہ کاری کس طرح ادا کرے گی؟ اس سے پہلے کہ ہم ان سوالات کو دریافت کریں، آئیے جدید سپر کمپیوٹر کی حالت کو دوبارہ دیکھیں۔

ایک سپر کمپیوٹر کا نقطہ نظر

بالکل اسی طرح جیسے ماضی میں، آج کا اوسط سپر کمپیوٹر ایک بہت بڑی مشین ہے، جس کا سائز ایک پارکنگ لاٹ سے کیا جا سکتا ہے جس میں 40-50 کاریں ہوتی ہیں، اور وہ ایک دن میں ان پروجیکٹوں کے حل کا حساب لگا سکتے ہیں جس میں اوسط پرسنل کمپیوٹر کو ہزاروں سال لگیں گے۔ حل. فرق صرف اتنا ہے کہ جس طرح ہمارے پرسنل کمپیوٹر کمپیوٹنگ کی طاقت میں پختہ ہو چکے ہیں، اسی طرح ہمارے سپر کمپیوٹرز بھی ہیں۔

سیاق و سباق کے لیے، آج کے سپر کمپیوٹر اب پیٹا فلاپ پیمانے پر مقابلہ کرتے ہیں: 1 کلو بائٹ = 1,000 بٹس 1 میگا بٹ = 1,000 کلو بائٹس 1 گیگا بٹ = 1,000 میگا بٹ 1 ٹیرا بٹ = 1,000 گیگا بٹس 1 پیٹا بٹ = 1,000 بٹس،

اس لفظ کا ترجمہ کرنے کے لیے جسے آپ ذیل میں پڑھیں گے، جان لیں کہ 'Bit' ڈیٹا کی پیمائش کی اکائی ہے۔ 'بائٹس' ڈیجیٹل معلومات کے ذخیرہ کے لیے پیمائش کی اکائی ہیں۔ آخر میں، 'فلاپ' کا مطلب فلوٹنگ پوائنٹ آپریشنز فی سیکنڈ ہے اور حساب کی رفتار کی پیمائش کرتا ہے۔ فلوٹنگ پوائنٹ آپریشنز بہت طویل نمبروں کی کمپیوٹنگ کی اجازت دیتے ہیں، مختلف سائنسی اور انجینئرنگ شعبوں کے لیے ایک اہم صلاحیت، اور ایک ایسا فنکشن جس کے لیے سپر کمپیوٹرز خاص طور پر بنائے گئے ہیں۔ یہی وجہ ہے کہ جب سپر کمپیوٹرز کے بارے میں بات کی جاتی ہے، تو انڈسٹری 'فلاپ' کی اصطلاح استعمال کرتی ہے۔

دنیا کے ٹاپ سپر کمپیوٹرز کو کون کنٹرول کرتا ہے؟

جب سپر کمپیوٹر کی بالادستی کی جنگ کی بات آتی ہے تو، سرکردہ ممالک واقعی وہ ہیں جن کی آپ توقع کریں گے: بنیادی طور پر ریاستہائے متحدہ، چین، جاپان اور منتخب یورپی یونین کی ریاستیں۔

تاہم، عالمی سرفہرست 10 میں داؤ پر لگانا جتنا وقار رکھتا ہے، واقعی اہم بات یہ ہے کہ دنیا کے سپر کمپیوٹنگ وسائل میں ایک ملک کا حصہ ہے، اور یہاں ایک ملک آگے نکل گیا ہے: چین۔

ممالک سپر کمپیوٹر کی بالادستی کے لیے مقابلہ کیوں کرتے ہیں۔

کی بنیاد پر ایک 2017 درجہ بندی، چین دنیا کے تیز ترین 202 سپر کمپیوٹرز (500%) میں سے 40 کا گھر ہے، جبکہ امریکہ 144 (29%) کو کنٹرول کرتا ہے۔ لیکن تعداد کا مطلب کمپیوٹنگ کے پیمانے سے کم ہے جس کا کوئی ملک فائدہ اٹھا سکتا ہے، اور یہاں بھی چین کمانڈنگ لیڈ کو کنٹرول کرتا ہے۔ سرفہرست تین سپر کمپیوٹرز (2018) میں سے دو کے مالک ہونے کے علاوہ، چین کے پاس دنیا کی سپر کمپیوٹنگ صلاحیت کا 35 فیصد بھی ہے، جبکہ امریکہ کی 30 فیصد صلاحیت ہے۔

اس موقع پر، پوچھنا فطری سوال یہ ہے کہ کون پرواہ کرتا ہے؟ ممالک تیز ترین سپر کمپیوٹر بنانے کا مقابلہ کیوں کرتے ہیں؟

ٹھیک ہے، جیسا کہ ہم ذیل میں بیان کریں گے، سپر کمپیوٹر ایک قابل بنانے والا آلہ ہے۔ وہ کسی ملک کے سائنسدانوں اور انجینئروں کو حیاتیات، موسم کی پیشین گوئی، فلکی طبیعیات، جوہری ہتھیاروں اور بہت کچھ جیسے شعبوں میں مسلسل ترقی (اور بعض اوقات بڑی چھلانگ لگاتے ہیں) کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

دوسرے الفاظ میں، سپر کمپیوٹرز ملک کے نجی شعبے کو زیادہ منافع بخش پیشکشیں اور اس کے پبلک سیکٹر کو زیادہ موثر طریقے سے کام کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ کئی دہائیوں کے دوران، سپر کمپیوٹر سے چلنے والی یہ پیشرفت ملک کی اقتصادی، فوجی اور جغرافیائی سیاسی حیثیت کو نمایاں طور پر تبدیل کر سکتی ہے۔

مزید تجریدی سطح پر، ملک جو سپر کمپیوٹنگ کی صلاحیت کے سب سے بڑے حصے کو کنٹرول کرتا ہے مستقبل کا مالک ہے۔

Exaflop رکاوٹ کو توڑنا

اوپر بیان کردہ حقائق کو دیکھتے ہوئے، یہ حیرت کی بات نہیں ہونی چاہئے کہ امریکہ واپسی کا منصوبہ بنا رہا ہے۔

2017 میں، صدر اوباما نے نیشنل اسٹریٹجک کمپیوٹنگ انیشی ایٹو کو توانائی کے شعبے، محکمہ دفاع اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کے درمیان شراکت داری کے طور پر شروع کیا۔ اس اقدام نے پہلے ہی دنیا کے پہلے ایکسافلاپ سپر کمپیوٹر کی تحقیق اور ترقی کے لیے چھ کمپنیوں کو مجموعی طور پر 258 ملین ڈالر سے نوازا ہے۔ ارورہ. (کچھ نقطہ نظر کے لئے، یہ 1,000 پیٹا فلاپ ہے، تقریبا دنیا کے سب سے اوپر 500 سپر کمپیوٹرز کی مجموعی طور پر کیلکولیشن پاور، اور آپ کے ذاتی لیپ ٹاپ سے ایک ٹریلین گنا زیادہ تیز ہے۔) یہ کمپیوٹر 2021 کے آس پاس ریلیز کے لیے تیار ہے اور اس طرح کی تنظیموں کے تحقیقی اقدامات کی حمایت کرے گا۔ محکمہ ہوم لینڈ سیکیورٹی، NASA، FBI، نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ہیلتھ، اور مزید۔

ترمیم کریں: اپریل 2018 میں، امریکی حکومت نے اعلان کر دیا۔ $600 ملین تین نئے exaflop کمپیوٹرز کو فنڈ دینے کے لیے:

* ORNL سسٹم 2021 میں ڈیلیور ہوا اور 2022 میں قبول کیا گیا (ORNL سسٹم) * LLNL سسٹم 2022 میں ڈیلیور ہوا اور 2023 میں قبول کیا گیا (LLNL سسٹم) * ANL پوٹینشل سسٹم 2022 میں ڈیلیور ہوا اور 2023 میں قبول کیا گیا (ANL سسٹم)

بدقسمتی سے امریکہ کے لیے، چین بھی اپنے exaflop سپر کمپیوٹر پر کام کر رہا ہے۔ لہذا، دوڑ جاری ہے.

سپر کمپیوٹرز مستقبل میں سائنس کی کامیابیوں کو کیسے قابل بنائیں گے۔

پہلے کی طرف اشارہ کیا گیا، موجودہ اور مستقبل کے سپر کمپیوٹرز مختلف شعبوں میں کامیابیاں حاصل کرتے ہیں۔

سب سے فوری بہتریوں میں سے جو عوام دیکھیں گے وہ یہ ہے کہ روزمرہ کے گیجٹس بہت تیزی سے اور بہتر طریقے سے کام کرنا شروع کر دیں گے۔ یہ ڈیوائسز کلاؤڈ میں جو بڑا ڈیٹا شیئر کرتی ہیں اس پر کارپوریٹ سپر کمپیوٹرز زیادہ مؤثر طریقے سے کارروائی کریں گے، تاکہ آپ کے موبائل پرسنل اسسٹنٹ، جیسے Amazon Alexa اور Google اسسٹنٹ، آپ کی تقریر کے پیچھے کے سیاق و سباق کو سمجھنا شروع کر دیں اور اپنے غیر ضروری پیچیدہ سوالات کے جوابات درست طریقے سے دیں۔. بہت سارے نئے پہننے کے قابل چیزیں ہمیں حیرت انگیز طاقتیں بھی دیں گی، جیسے کہ سمارٹ ایئر پلگ جو فوری طور پر حقیقی وقت میں زبانوں کا ترجمہ کرتے ہیں، اسٹار ٹریک طرز۔

اسی طرح، 2020 کے وسط تک، ایک بار چیزوں کا انٹرنیٹ ترقی یافتہ ممالک میں، تقریباً ہر پروڈکٹ، گاڑی، عمارت، اور ہمارے گھروں کی ہر چیز ویب سے منسلک ہو جائے گی۔ جب ایسا ہوتا ہے، تو آپ کی دنیا زیادہ آسان ہو جائے گی۔

مثال کے طور پر، جب آپ کا کھانا ختم ہو جائے گا تو آپ کا فرج آپ کو خریداری کی فہرست بھیجے گا۔ اس کے بعد آپ ایک سپر مارکیٹ میں جائیں گے، کھانے پینے کی اشیا کی مذکورہ فہرست کو چنیں گے، اور کسی کیشیئر یا کیش رجسٹر کے ساتھ مشغول کیے بغیر باہر نکلیں گے — جب آپ عمارت سے باہر نکلیں گے تو آئٹمز خود بخود آپ کے بینک اکاؤنٹ سے ڈیبٹ ہو جائیں گی۔ جب آپ باہر پارکنگ کے لیے نکلیں گے، تو ایک خود سے چلنے والی ٹیکسی پہلے سے ہی آپ کا انتظار کر رہی ہو گی جس کے ٹرنک کو آپ کے تھیلے رکھنے اور آپ کو گھر لے جانے کے لیے کھلے ہوئے ہوں گے۔

لیکن یہ مستقبل کے سپر کمپیوٹرز میکرو سطح پر جو کردار ادا کریں گے وہ اس سے کہیں زیادہ بڑا ہوگا۔ چند مثالیں:

ڈیجیٹل تخروپن: سپر کمپیوٹرز، خاص طور پر exascale پر، سائنسدانوں کو حیاتیاتی نظام کی زیادہ درست نقلیں بنانے کی اجازت دیں گے، جیسے موسم کی پیشن گوئی اور طویل مدتی موسمیاتی تبدیلی کے ماڈل۔ اسی طرح، ہم ان کا استعمال بہتر ٹریفک سمیلیشنز بنانے کے لیے کریں گے جو خود چلانے والی کاروں کی ترقی میں مدد کر سکتے ہیں۔

Semiconductors: جدید مائیکرو چپس انسانوں کی ٹیموں کے لیے خود کو مؤثر طریقے سے ڈیزائن کرنے کے لیے بہت پیچیدہ ہو گئی ہیں۔ اس وجہ سے، جدید کمپیوٹر سافٹ ویئر اور سپر کمپیوٹرز کل کے کمپیوٹرز کی تعمیر میں تیزی سے اہم کردار ادا کر رہے ہیں۔

زراعت: مستقبل کے سپر کمپیوٹر ایسے نئے پودوں کی نشوونما کے قابل بنائیں گے جو خشک سالی، گرمی اور نمکین پانی کے خلاف مزاحمت کے ساتھ ساتھ 2050 تک دنیا میں داخل ہونے والے اگلے دو بلین افراد کو کھانا کھلانے کے لیے ضروری غذائیت سے بھرپور کام کریں۔ انسانی آبادی کا مستقبل سیریز.

بڑا فارما: فارماسیوٹیکل ادویات بنانے والی کمپنیاں آخرکار انسانوں، جانوروں اور پودوں کے جینوم کی ایک وسیع رینج کو مکمل طور پر پراسیس کرنے کی صلاحیت حاصل کر لیں گی جو کہ دنیا کی متعدد عام اور غیر عام بیماریوں کے لیے نئی ادویات اور علاج کی تخلیق میں مدد کریں گی۔ یہ خاص طور پر نئے وائرس کے پھیلنے کے دوران مفید ہے، جیسے مشرقی افریقہ سے 2015 کے ایبولا کے خوف سے۔ مستقبل کی پروسیسنگ کی رفتار دوا ساز کمپنیوں کو وائرس کے جینوم کا تجزیہ کرنے اور ہفتوں یا مہینوں کے بجائے دنوں میں اپنی مرضی کے مطابق ویکسین بنانے کی اجازت دے گی۔ ہمارے میں مزید پڑھیں صحت کا مستقبل سیریز.

نیشنل سیکورٹی: یہ بنیادی وجہ ہے کہ حکومت سپر کمپیوٹر کی ترقی میں اتنی بھاری سرمایہ کاری کر رہی ہے۔ مزید طاقتور سپر کمپیوٹر مستقبل کے جرنیلوں کو کسی بھی جنگی صورتحال کے لیے درست جنگی حکمت عملی بنانے میں مدد کریں گے۔ اس سے زیادہ موثر ہتھیاروں کے نظام کو ڈیزائن کرنے میں مدد ملے گی، اور اس سے قانون نافذ کرنے والے اداروں اور جاسوسی اداروں کو ممکنہ خطرات کی بہتر شناخت کرنے میں مدد ملے گی، اس سے پہلے کہ وہ گھریلو شہریوں کو نقصان پہنچا سکیں۔

مصنوعی ذہانت

اور پھر ہم مصنوعی ذہانت (AI) کے متنازعہ موضوع کی طرف آتے ہیں۔ 2020 اور 2030 کے دوران حقیقی AI میں جو کامیابیاں ہم دیکھیں گے ان کا انحصار مستقبل کے سپر کمپیوٹرز کی خام طاقت پر ہے۔ لیکن کیا ہوگا اگر ہم نے اس پورے باب میں جن سپر کمپیوٹرز کی طرف اشارہ کیا ہے وہ کمپیوٹر کی بالکل نئی کلاس کے ذریعہ متروک ہو سکتے ہیں؟

کوانٹم کمپیوٹرز میں خوش آمدید — اس سیریز کا آخری باب صرف ایک کلک کی دوری پر ہے۔