



Jedna z przeszkód dalszego rozwoju superkomputerów, a w tym być może sztucznej inteligencji, jest prozaiczna – za bardzo się grzeją.
Z uśmiechem politowania i poczuciem wyższości wspominamy pierwsze komputery wielkości mieszkania o mocy obliczeniowej dzisiejszego kalkulatora. Jednak przy całym błyskawicznym postępie w dziedzinie coraz ciaśniejszego upakowania tranzystorów, cały czas borykamy się z kilkoma zasadniczymi problemami technologicznymi.
Pierwszy to zasilanie, przy zachowaniu tempa rozwoju mocy obliczeniowej superkomputerów, najdalej za 20 lat, będziemy w sytuacji, kiedy nie będziemy w stanie w skali globu wytworzyć odpowiedniej ilości energii elektrycznej by je zasilać. Wiąże się to z drugim problem, obecne komputery marnotrawią olbrzymie ilości prądu. Pod względem wykorzystania energii elektrycznej procesory są przede wszystkim grzejnikami. W dużych centrach obliczeniowych nawet 50% energii elektrycznej jest zużywana na chłodzenie.
Nadprodukcja ciepła ma wpływ na konstrukcję komputerów. Między elementami musi być pusta przestrzeń, aby powietrze było w stanie odprowadzić ciepło z radiatorów. Obieg powietrza wymuszają wentylatory, następnie gorące powietrze w serwerowniach schładzają klimatyzatory. Pod względem objętości, tylko 1% komputera jest wykorzystywana na przetwarzanie informacji, 99% służy głównie zasilaniu i chłodzeniu. Największe superkomputery na świecie, takie jak chiński Tianhe-2 mają moc rzędu 34 petaflopów, którą osiąga z wykorzystaniem 32,000 procesorów. Za dwadzieścia lat superkomputery mogą osiągnąć stopień przetwarzania o 300,000 razy większy, tyle że ze względu na chłodzenie powietrzem zajmowałyby obszar boiska piłkarskiego.
Chłodzenie cieczą zamiast powietrzem przynosi znaczne oszczędności na rachunku za prąd. SuperMUC w Niemczech to superkomputer o mocy 3 petaflopów, jeden z najszybszych w Europie, zbudowany przez IBM, w którym ciepło jest odprowadzane z wykorzystaniem, to nie pomyłka, ciepłej wody, której energia jest potem odzyskiwana. Temperatura wody na wejściu ma 35C, na wyjściu może dochodzić do 70C. Oszczędności na prądzie sięgają 40%, a nadmiar ciepła ogrzewa pobliski budynek biurowy.
Inżynierowie IBM pracują nad następnym krokiem. Inspirują się ludzkim mózgiem, w którym upakowanie ‚procesorów’ jak i efektywność energetyczna jest wielokrotnie większa niż w dzisiejszych komputerach. Wydatek energetyczny mózgu można porównać do jednej 25W żarówki. Zasilacz w typowym komputerze stacjonarnym to dajmy na to 600W. Wydajność i elegancja architektury mózgu jest osiągnięta w genialnie prosty sposób. Mózg jest chłodzony cieczą, krwią, która jednocześnie go ‚zasila’.
Gdyby udało się opracować podobny elektroniczny krwiobieg dla superkomputerów, można by zlikwidować puste przestrzenie i w całej objętości upchać procesory, zmniejszyć odległości między nimi, zredukować konsumpcję energii. Niewykluczone, że kiedyś taki superkomputer będzie stał na każdym biurku, jak niegdyś komputer osobisty, z tym że zamiast szumu wentylatora, będziemy słuchać miarowego tłoczenia pompy wymuszającej obieg naładowanej elektrycznie cieczy.
Źródło grafiki: pixabay.com
Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.
Any cookies that may not be particularly necessary for the website to function and is used specifically to collect user personal data via analytics, ads, other embedded contents are termed as non-necessary cookies. It is mandatory to procure user consent prior to running these cookies on your website.