המירוץ לפטה-פלופ: מחשבי-העל החזקים בעולם
הנסיונות של מדינות העולם לבנות סופר מחשב על דומים למירוץ לחלל. כיצד מחשבי-העל יוכלו לסייע לנו, ואיזו מעצמה מחזיקה כיום את המחשב רב העצמה ביותר?
אנו חיים בעידן טכנולוגי בו נדמה כי ניידות הינה חזות הכל: מחשבים ורכיביהם הופכים לקטנים, ניידים וקלים יותר, וחברות הענק מתחרות ביניהן על ייצור מחשב שיוכל להשיג את אותן יכולות החישוב של המחשבים הנייחים, בעלות נמוכה וניידות מקסימלית. אולם במערכה של מעצמות העולם סביב השגת דומיננטיות טכנולוגית על גבי הפלנטה, מדובר באופרה שונה לחלוטין.
החל משנות ה-60, וביתר שאת בשנות ה-90 וה-2000, משתתפות המדינות המובילות בעולם במירוץ טכנולוגי בלתי פוסק, על מנת להשיג מחשב רב עצמה, בעל יכולות חישוב עילאיות. למדינה זוכה במירוץ מובטחת יוקרה, הגדלת נתח שיווק הטכנולוגיה בעולם, ויכולות מתקדמות, החל מפריצות דרך בתחום הרפואה ועד לדרכי התגוננות בפני נשק גרעיני.
מועדון ה-500
התחרות נכנסה להילוך גבוה בשנות ה-90, עם כינונו של פרויקט Top 500, אשר מורכב מאוניברסיטאות מובילות בתחום המחשבים ברחבי העולם, שתפקידו לדרג אחת לשישה חודשים את מחשבי-העל החזקים בעולם. לפני ימים ספורים התבשרנו כי יתכן שהמובילה הבאה תהיה סין: לפי דו"ח של מומחה לתחום מאונ' ברקלי, המחשב "טיאנהיי -2" או "שביל החלב-2" הינו בעל יכולות כפולות מכל מחשב על אחר בארה"ב, ויוכל להגיע למהירויות חישוב של 54.9 פטה-פלופים.
המשמעות של המילה המשעשעת הזו, היא שהמחשב מורכב מעשרות אלפי שבבי עיבוד, שילוב של טכנולוגיה סינית ושבבי אינטל, כאשר כל אחד מהם מסוגל להגיע לכטריליון חישובים לשנייה, או בעגה המחשבית, "טרה-פלופ". לשם השוואה, המחשב הביתי מסוגל לגרד בקושי יחידה אחת של טריליון חישובים.
האנרגיה הנדרשת להפעיל מחשב שכזה, אשר למעשה מורכב מאלפי מחשבים הפועלים יחד, היא עצומה. כך למשל, המחשב האמריקני "טיטאן", שעומד היום מבויש בהשוואה ליריביו הסיניים, צריך כמות חשמל שהיתה מספקת יישוב קטן, וכמות מים דומה על מנת לקררו.
גם בלי לצלול לעומק החישובים והמונחים הטכנולוגיים, ניתן לראות כי החשש של המערב מההובלה הסינית הינו אמיתי ועמוק. הדוגמה המובהקת ביותר לחשש זה בוטאה בנאום לאומה של הנשיא אובמה ב-2011, בו טען, בעקבות הפרסום אודות מחשב העל הסיני הקודם, "שביל החלב -1", כי ארה"ב ניצבת בפני "רגע ספוטניק" נוסף, בהתייחסו כמובן להפתעה האמריקנית משיגור הלוויין הסובייטי לחלל בשנות ה-50.
להבין את הלב ולדמות אסונות
מחשבי העל עדיין אינם מפלצות תבוניות חורשות רעה, כמו "סקיינט", "גלאדוס" או ווינדוס ויסטה, והם כנראה עדיין אינם יכולים למצוא את התשובה לחיים, היקום וכל השאר (או את השאלה), אולם הם יכולים להקנות מספר קפיצות דרך משמעותיות. כך למשל, באמצעות יכולות החישוב של המחשב "מרה- נוסטרום" מספרד, הצליחו חוקרים לבנות מודל מושלם של לב אנושי, שמדמה את כל הפעולות של הדבר האמיתי החל מאותות חשמליים, לחץ דם וכעשרת אלפים תהליכים שונים אחרים. המודל יאפשר בעתיד הבנה עמוקה יותר של הלב האנושי, ויוכל לחסוך ניסויים בבעלי חיים.
דוגמא נוספת ליכולת מועילה של מחשבי העל, הינה הרצה של סימולציות מורכבות, שעוזרות בהיערכות עתידית בפני תרחישים מסוכנים כגון אסונות טבע. המחשב K מיפן שימש חוקרים ליצור סימולציה המדמה פינוי המוני בעקבות אסון צונאמי. ההדמיה מסייעת בתכנון בניינים המותאמים במיוחד לכמות גדולה במיוחד של אנשים הנעים לכיוון אחד, או בתכנון נתיבי פינוי אופטימליים מאזורים מוכי אסון.
בדרך לפיצוח האיידס
אולם אולי הבשורה הגדולה ביותר שהביאו עד היום מחשבי-העל הינה תרומה משמעותית בפיצוח מבנה נגיף האיידס. המחשב "מים כחולים" מארה"ב, הצליח ליצור הדמיה של מעטפת החלבון של נגיף ה-HIV, אשר מגנה על החומר הגנטי שלו ומסייעת לפגיעה במערכת החיסונית של הנשא. הסימולציה, אשר לפי החוקרים היתה "הגדולה ביותר אי פעם", דימתה 64 מיליון אטומים, והצליחה לדמות את מבנה המעטפת בדיוק רב. אמנם לא מדובר בחיסון או מרפא, אבל המידע שנאסף מההדמיה יסייע בעתיד לחוקרים בעיצוב תרופות שילחמו בנגיף.
דוגמא מקומית לתרומתם של מחשבי-העל הינה בפענוח כתבי "גניזת קהיר". פרויקט זה, הממוקם באוניברסיטת תל אביב, מנסה ליצור הבנה עמוקה יותר של כתבים שמקורם במאות ה-9 עד ה-19, אשר נשתמרו בבית כנסת עתיק בקהיר. למחשב-העל המקומי הוזנו כ-300 אלף תמונות מהמסמכים, והוא מתעתד לבצע כ-12 מיליון השוואות בין חלקים שונים על מנת ליצור תמונה שלמה ורציפה יותר שלהם וכך לבסוף להציג גרסה מלאה ודיגיטלית של הגניזה.
הפינה לרואי השחורות
אי אפשר לדבר על מחשבי- על בלי לגעת קצת במחשוב קוונטי: חוקרים רבים מאמינים כי פריצת הדרך האמיתית בעולם מחשבי-העל תגיע רק כאשר נצליח לייצר את המחשב הקוונטי הראשון, עליו עוד דמיינו חוקרים בשנות ה-70. רעיון זה מתבסס על "רתימת" ההתנהגות המוזרה של חלקיקים ברמה התת-אטומית לצרכי תהליכי חישוב. לאחרונה התבשרנו שגוגל ונאסא מתכננות להשתמש בתופעה קוונטית המכונה "מנהור" על מנת להתמודד עם יישומי בינה מלאכותית וזיהוי קול. לפי גוגל, "למידה קוואנטית יכולה להיות תהליך פתרון הבעיות היעיל ביותר לאדם תחת מגבלות חוקי הפיזיקה." או שהם פשוט מתכננים לפעור חור שחור במרכז כדור הארץ שישמיד את כולנו, תחליטו אתם.
לצד פרויקטים מבטיחים, הפסימיים שביננו יכולים לחזות סכנות בפיתוחם של מחשבי-על: קחו למשל את פרויקט "מוח כחול", אשר נועד ליצור סימולציה פרימיטיבית של מוח יונק, ומדמה פעולה של כעשרת אלפים נוירונים וירטואלים. המדענים האחראים על פיתוחו מעריכים כי תוך עשרות שנים נוכל לצפות בהדמיה מלאה ומדויקת של המוח האנושי כולו. לצד היתרונות העצומים הגלומים בפרויקט שכזה, כולנו קראנו מספיק ספרי מדע בדיוני כדי להבין לאן זה מוביל, לפחות בדמיון. יישום בעל פוטנציאל בעייתי נוסף של מחשבי- העל הינה הרצת סימולציות של כלי-נשק להשמדה המונית: באמצעות מחשבי על, מדענים בארה"ב הצליחו ליצור הדמיה של פיצוץ גרעיני עד לרמה המולקולרית, מה שיכול להקל על היערכות בפני מתקפה עתידית. לחילופין, יכולות חישוב שכאלו עלולות גם לסייע לגורמים חורשי רעות.
המירוץ למחשב-העל החזק ביותר נמצא בעיצומו, והוא אינו פחות משמעותי מהמירוץ ליישוב החלל או ניסיונות להשגת נשק מתוחכם. ייתכן מאוד שבספרי היסטוריה עתידיים, כאשר ינסו להעריך את עצמתן של ציביליזציות כדור הארץ, לצד מדידת התמ"ג, האוכלוסייה וגודל הארסנל, ימדדו גם פטה-פלופים.
