"قدرت محاسبات" چیست؟
در سالهای اخیر ، مفهوم "قدرت محاسبات" غالباً در حلقه اینترنت ظاهر می شود و به یک کلمه داغ تبدیل شده است که اغلب به لب رهبران علم و فناوری آویزان شده است. اما در حقیقت ، این یک مفهوم جدید نیست ، همانطور که از نام آن پیداست ، معنای اصلی قدرت محاسبات پیچیده نیست ، توانایی محاسبه است. این توانایی سرور مرکز داده برای تحقق خروجی نتیجه پس از پردازش داده ها است.
مغز انسان یک سرور محاسبات طبیعی است. در زندگی ، به همان اندازه که به بازار مواد غذایی برای خرید مواد غذایی کوچک بروید ، به اندازه حل یک مشکل ریاضی ، مغز انسان از طریق محاسبه دهان و محاسبه ذهنی در هر لحظه قدرت محاسباتی را برای نیازهای ما فراهم می کند. اما چنین قدرت محاسباتی کمی کم است ، به خصوص در مورد مشکلات محاسباتی بسیار پیچیده ، که باعث ایجاد نسل بعد از تولید ابزارهای محاسباتی شده است.
اول از همه ، البته ، ما باید ابزارهایی از خود انسان پیدا کنیم ، بنابراین انگشت ساده ترین و راحت ترین ابزار شمارش شده است که از آن زمان استفاده شده است ، و این احتمالاً دلیل اساسی است که محاسبات اعشاری اختراع و محبوب شده است.
با توسعه مداوم شیوه های تولید ، سرانجام انسان ابزارهای محاسباتی خود را اختراع کرد. در هر مرحله از فرآیند حل مسئله ، یک روش استاندارد وجود دارد که بنابراین توسط برخی مورخان ریاضیات در نظر گرفته می شود ساختاری و "مکانیزه".
با این حال ، مشابه بهبود ابزارها در عصر مکانیکی ، با توسعه نرم افزار محاسباتی ، یعنی الگوریتم ها ، سریعتر و سریعتر ، سخت افزار محاسباتی ، یعنی "تراشه" ، اگرچه در حال بهبود است ، اما در نهایت نمی تواند با پیشرفت الگوریتم همراه باشد و در نهایت با نادرست تر جایگزین شود.
این همچنین اولین انقلاب بزرگ در تاریخ ابزارهای محاسباتی بود. اصل چرتكوس شبیه به تراشه محاسبه است ، اما در عملكرد عملی تر است ، به خصوص پس از تسلط بر فرمول Abacus و مهارت های اساسی ، سرعت محاسبه شگفت انگیز است. در حدود قرن پانزدهم ، چرتكوس اختراع شده توسط مردم چین به ژاپن ، كره جنوبی و سایر كشورها معرفی شد و به تدریج از طریق تجارت به غرب معرفی شد و امروزه هنوز هم در برخی مناطق مورد استفاده قرار می گیرد.
رایانه های مدرن و قانون مور
از شمارش گره باستانی گرفته تا دوره محاسبات دستی ، و سپس به دوران محاسبات مکانیکی ، هر تغییر در ابزارهای محاسباتی جهش بزرگی را در قدرت محاسبات به وجود آورده و بیشتر پیشرفت اقتصاد و جامعه را ارتقا بخشد.
اما در گذشته ، درک مردم از قدرت محاسبات تا زمان تولد رایانه های الکترونیکی آشکار نبود ، به طوری که مردم قدرت محاسبات را عمیقاً احساس می کنند. با پشتیبانی از چنین قدرت فوق العاده محاسباتی ، بسیاری از مشکلات غیرقابل تصور قبلاً می توانند در یک لحظه حل شوند. همچنین ظهور نسل بعد از تولید رایانه های الکترونیکی سریعتر و سریعتر است که باعث می شود اهمیت محاسبات قدرت واقعاً به مردم مربوط شود.
قدرت محاسبات رایانه های مدرن چگونه اندازه گیری می شود؟
به عبارت ساده تر ، هنگامی که یک انسان از یک کامپیوتر استفاده می کند ، یک شخصیت ورودی یا پیام ابتدا باید به یک رمزگذاری تبدیل شود که یک رایانه الکترونیکی بتواند از عهده آن برآید: یک جابجایی از {{0} یا 1. ترانزیستور الکترونیکی واحد اصلی برای عملیات عددی به عنوان {5}}} یا 1 است ، در این زمان می تواند یک مسیر را نشان دهد که می تواند یک مسیر را نشان دهد. 0 ، هر 0 یا 1 کمی است (کوچکترین واحد اطلاعات). این همچنین بدان معنی است که اندازه توان محاسبات با تعداد ترانزیستورها ارتباط مثبت دارد و هرچه ترانزیستورهای بیشتری وجود داشته باشد ، می توان اطلاعات بیشتری را نشان داد.
می توان گفت که ظهور تراشه ها واقعاً توسعه سریع رایانه های مدرن را ارتقا داده است. پس از این روند ، تراکم تراشه و قدرت محاسبات نسبت به چرخه زمانی به صورت نمایی افزایش می یابد. این کشف به قانون مور معروف شد.
بیش از نیم قرن ، توسعه رایانه های الکترونیکی اساساً قانون مور را رعایت کرده است. این همچنین نشان می دهد که قدرت محاسبات رایانه های الکترونیکی سرانجام فقط برای چند موسسه قدرتمند برای خدمت نیست ، بلکه شروع به حرکت به سمت هزاران خانوار و سپس ترویج ورود عصر اطلاعات کل مردم می کند.
محاسبه چالش ها در عصر هوش مصنوعی
طبق قانون مور ، محاسبات قدرت تقریباً هر دو سال دو برابر می شود. با این حال ، چنین نرخ رشد وحشتناکی نمی تواند نیازهای قدرت محاسبات انسانی را برآورده کند ، به ویژه پس از توسعه یادگیری عمیق منجر به افزایش هوش مصنوعی در سال 2012 شد.
در این حالت ، چگونه می توان قدرت محاسبات را برای پاسخگویی به نیازهای محاسبات هوشمند افزایش داد؟ دو منطقه بزرگ برای دستیابی به موفقیت وجود دارد.
3.1 تاکتیک های هواپیما و دریا
روش اول ، یافتن افراد بیشتری برای محاسبه در کنار هم ، یعنی استفاده از محاسبات با کارایی بالا و محاسبات توزیع شده برای تقویت قدرت ، اکنون مهمترین روش برای بهبود قدرت محاسبات است.
در میان آنها ، فناوری اصلی محاسبات با کارایی بالا محاسبات موازی است ، یعنی فرآیند استفاده از منابع محاسباتی متعدد برای حل مشکلات محاسباتی در همان زمان.
در دوره محاسبات ابری ، مراکز داده حامل اصلی قدرت محاسبات هستند. این همچنین دلیل اساسی ساخت زیرساخت های اطلاعاتی مانند مراکز داده بزرگ ، مراکز محاسبات ابری ، مراکز محاسبات هوشمند و مراکز ابر رایانه ای در سراسر کشور است.
3.2 بهبود تجهیزات
روش دوم بهبود اساساً تجهیزات و دستیابی به موفقیت در حالت محاسبات است.
اگرچه محاسبات و محاسبات توزیع شده با کارایی بالا وسیله اصلی برای بهبود قدرت محاسبات در حال حاضر است ، اما عوامل محدود کننده زیادی وجود دارد و بهبود قدرت محاسبات محدود است. بنابراین ، دومین روش بزرگ برای بهبود قدرت محاسبات به دنبال بسیاری از دانشمندان برآمدگی تبدیل شده است ، که یک نماینده معمولی از آن محاسبات کوانتومی است.
با این حال ، هنوز هم مشکلات دیگری وجود دارد: یکی این است که یک حامل فیزیکی مناسب و جهانی را برای حفظ وضعیت ابرقهرمان کوانتومی پیدا کنید ، و دیگری یک سناریوی محاسباتی پرکاربرد است. تاکنون رایانه های مختلف کوانتومی گزارش شده فقط می توانند چند سناریو خاص را انجام دهند ، اما آینده بسیار امیدوار کننده است.
اگرچه قدرت محاسبات تنها عاملی نیست که بر توسعه هوش مصنوعی تأثیر می گذارد ، اما یکی از شرایط لازم آن است. شاخ به صدا در آمده است ، و در دهه آینده ، اگر می خواهید در مسیر هوش مصنوعی پیروز شوید ، قدرت محاسبات احتمالاً اولین خطی است که شکسته می شود.