Warum das Wettrüsten Supercomputing profitieren alle (Op-Ed)

Gregory Scott Jones ist ein Schriftsteller, spezialisiert auf dem Gebiet des Supercomputing. Er trug dieses Artikels zu LiveScience Experte stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Nächste Woche wird eine Fackel übergeben werden.

Am 17. Juni werden die Top500, eine halbjährliche Rangliste der schnellsten Computer der Welt, in Leipzig, Deutschland bekanntgegeben. Aller Voraussicht nach werden die Vereinigten Staaten nicht Nr. 1, wie schon im vergangenen Jahr.

Die Cray XK7, bekannt als Titan, wird wahrscheinlich zu einer hin- und Herbewegung "Wettrüsten", die nur allzu vertraut in supercomputing Kreisen wird zum Opfer fallen. Titan übernahm von Sequoia, einen amerikanisches System, dass früher usurpierten Fujitsu "K" Computer in Japan. Es wird weit spekuliert, dass in diesem Jahr China Titan Krone stehlen.

Die Suche unter den Ländern, die weltweit schnellste Rechenmaschine aufzustehen kann auf unterschiedliche Weise interpretiert werden. High Performance computing am häufigsten Kritikpunkte sind die Kosten für diese riesigen Maschinen und ihre ziemlich heftige Leistungsbedarf (oft in Megawatt) zu bauen.

Aber eins ist sicher: vorrangig Investitionen in Supercomputern unter den entwickelten Ländern ist ein Beweis für die Maschinen immer mehr Relevanz in Forschung und Entwicklung sowie grundlegende wissenschaftliche Entdeckung.

Groß angelegte Simulationen sind entscheidend für das Verständnis des Klimawandels; Sie bringen uns näher jeden Tag zu einem besseren Verständnis für den Beginn und die Entwicklung des Universums, und uns selbst; Sie sind maßgeblich an der Entwicklung neuartiger Materialien, des Schlüssels zu vielen technologischen Engpässen; und sie sind Licht dringend auf die grundlegenden Bausteine der Materie – nur um einige zu nennen. Wissenschaft hat am meisten zu gewinnen aus dem Rennen für diese herrlichen Maschinen, ebenso wie den Vereinigten Staaten.

"Die Nation, die die Welt in High-Performance-computing führt haben einen enormen Wettbewerbsvorteil in einem breiten Spektrum von Sektoren, einschließlich der Landesverteidigung, Wissenschaft und Medizin, Energieerzeugung, Übertragung und Verteilung, Sturm Wetter und Klimavorhersage, Finanzen, kommerzielles Produkt-Entwicklung und Fertigung," sagte ehemaliger Energieminister Steven Chu als Titan Spitzenplatz im November letzten Jahres kündigt.

Und während die USA möglicherweise nicht Nr. 1 ab Juni 17, seinen Status als weltweit führend in der High-Performance-computing steht nach wie vor außer Frage, zumindest vorerst. (In der Tat, Russland, den letzten Newcomer auf der supercomputing-Spiel vor kurzem angekündigt Pläne für den Bau eines 10-Petaflop-Systems, damit potenziell die leistungsfähigsten Computer in Europa.) Vor einem halben Jahr hatten die USA drei der Top-5-Systeme und 251 der insgesamt 500. Aber die Dinge ändern sich schnell.

Vor fünf Jahren, die Petascale oder der Punkt, an dem ein Computer erhält 1000 Billionen Rechenschritte pro Sekunde, war das nächste große Ding. Heutige Systeme Top, bei 20 bis 50 Mal, dass, und Wissenschaftler und Ingenieure haben bereits ihre Augen auf die Exascale einen erhabenen Begriff, die nachhaltige Berechnungen um eine ganze Größenordnung jenseits der Petascale darstellt.

Die Gründe für diese Erweiterung gibt. Supercomputing gilt heute als der "dritten Säule" der wissenschaftlichen Untersuchung, neben Theorie und Experiment, buchstäblich revolutioniert die Art und Weise Forscher gehen über Fragen und Antworten auf die großen Fragen. Während Experimente gefährlich sein können, teuer oder unmöglich, Simulation trägt fast keine Risiken und ist relativ kostengünstig. Heutige Top Computer nähert sich 20 bis 50 Petaflops, mit den richtigen Modellen vorhanden, Simulation äußerst präzise sein kann – so sehr, dass bahnbrechende Entdeckungen regelmäßig nicht im Labor, sondern in riesigen, gekühlten Räumen gesäumt von Reihen von Schränke massenweise Daten blitzschnell stattfinden.

Im Rennen um die weltweit schnellste Maschine fordern Länder Ingenieure an die rechnerische Grenzen mit immer mehr Innovation gehen. Heutige Top Maschinen haben advanced computing Ökosysteme und beschleunigt Architekturen, die für mehr Spitzenleistung als bisherige Systeme mit nur marginalen Anstieg der Stromerzeugung ermöglichen.

Diese Innovation bringt uns wiederum Klimamodelle auf lokale Skalen geben Politiker noch nie da gewesenen Werkzeuge, mit denen Verordnung Handwerk; die Fähigkeit, Nanosysteme Atom für Atom, so dass Ingenieure, optimale Gestaltung Konfigurationen schneller als je zuvor zu erreichen bauen; und dreidimensionalen Details der heftigen Explosionen der Kern-Kollaps Supernovae, die elementaren Brunnen verantwortlich für das Leben, wie wir es kennen. Und dies ist wiederum nur die Spitze des Eisbergs.

Während die großen computing und Simulation "Rüstungswettlauf" durch einiges in der Vergangenheit kritisiert wurden, sollte die erhöhte Präzision und Effizienz der heutigen leistungsfähigsten Rechner von allen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft begrüßt werden.

Nur als Wettbewerb europäischen Innovation in der Renaissance und Kolonialzeit fuhr, also der heutigen computing "Rüstungswettlauf" fährt die Kunst der Simulation und der Wissenschaft, gut, alles. Die USA wäre klug, bei der Jagd zu bleiben.

Die Meinungen sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Meinung des Herausgebers. Dieser Artikel erschien ursprünglich auf LiveScience.com.