מרכזי מיחשוב העל של ארה"ב הולידו חידושים רבים במשך שנים ארוכות. כעת מרחף סימן שאלה מעל עתידם
Aaron Ricadela, InformationWeek
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/supercomputers250405.html
בעשרים השנים האחרונות הניבו המחקרים שבוצעו במחשבי העל, במימון של הממשל האמריקני, כמה מפריצות הדרך הטכנולוגיות המשמעותיות ביותר שידעה תעשיית המיחשוב. מרכזי מיחשוב העל – שפועלים בשמפיין שבאילינוי, פיטסבורג, סן דייגו ובמקומות נוספים – סייעו בפיתוח של אשכולות המיחשוב שהופכים אלפי מחשבי PC למחשב על רב עוצמה ושל דפדפן Mosaic שהוליד את תוכנת Netscape ותרם להגעה של האינטרנט לכל בית. במרכזים אלה בוצעו עבודות עבור התעשיות הדינמיות ביותר של ארה"ב – בין השאר בוצעו בהם מחקרים גנטיים במדעי החיים, נבנו דגמי זמן אמת למוסדות פיננסיים ופותחו שיטות ייצור מתקדמות עבור חברות גדולות.
כעת, דווקא בתקופה בה מחפשים המדע והתעשייה את פריצת הדרך הבאה שתסייע להם לפתור בעיות מורכבות, מרחף סימן שאלה גדול מעל מרכזי מיחשוב העל. בחודש ספטמבר האחרון פג ההסכם של הקרן המדעית הלאומית של ארה"ב (NSF) עם המרכז לתשתיות מיחשוב מתקדמות (PACI)שמפעיל את מרכזי המיחשוב הגדולים בארה"ב, באילינוי ובסאן דייגו. במסגרת ההסכם זכה המרכז מאז שנת 1997 למימון של 35 מיליון דולר מדי שנה – כמחצית מתקציבו השנתי. השנה יקבל המרכז רק 20 מיליון דולר ובשנה הבאה 17 מיליון דולר בלבד (המרכז בפיטסבורג ממומן ממקורות אחרים). לא ברור מהיכן ישיג המרכז תקציב לאחר שנת 2007.
במקום במרכז לתשתיות מיחשוב מתקדמות, מעוניינת הקרן המדעית הלאומית להשקיע בפרויקט חדש המכונה "תשתית קיברנטית משותפת". הקרן אינה מעוניינת עוד להשקיע במחקר בסיסי במחשבי על אלא מעדיפה להקים רשתות מהירות, מסדי נתונים מבוזרים ותווכות לשימושם של כל המוסדות שנזקקים לכך. ההחלטה נובעת מכמה מגמות שהתפתחו בשנים האחרונות – אומר פיטר פרימן, מנהל מדעי המחשב והמידע בקרן: המחירים של מחשבי העל ירדו, התכנות שלהם קל יותר כיום ולמעשה אין עוד צורך במחשבי על כדי לפתור אפילו את הבעיות הקשות ביותר עמן מתמודדים המדענים והמהנדסים.
"ביותר ויותר תחומים גילו המדענים והמהנדסים שהמחשבים המודרניים מסוגלים לחולל מהפכות ולשנות את האופן בו מתבצעת העבודה" אומר פרימן. "לפני 20 שנה, כשהתחלנו בתוכנית מחשבי העל, היו רק מחשבי על בודדים. כיום העולם שונה מאוד". בשנת 2007 תערוך הקרן הערכה מחדשה ותחליט איזה מרכזי מיחשוב על ימשיכו לפעול, ובאיזו צורה הם יפעלו. "הם יודעים שסימן שאלה מרחף על עתידם" אומר דיק הילדרברנדט, מנהל תוכנית כימייה תיאורטית ומיחשובית במשרד האנרגיה האמריקני ומנהל PACI לשעבר. "זו תקופה עתירת אתגרים".
אפילו מנהלי המרכזים אינם יודעים למה לצפות. "היחסים בין המדע, ההנדסה והמיחשוב משתנים" אומר תום דנינג שמונה לאחרונה למנהל המרכז הלאומי ליישומי מיחשוב על (NCSA). "במקום להתמקד בחוד החנית של מיחשוב העל, מבצעים במרכזים פרויקטים רבים. אולם, אינני סבור שהמרכזים ייעלמו. הם יהפכו לחלק מהתשתית הקיברנטית המשותפת וישתלבו בה".
לתעשיות בהן נזקקים למחשבי העל אין עדיין סיבה לחשוש. במסגרת התוכנית החדשה של הקרן המדעית הלאומית, יתמקד המרכז הלאומי בפיתוח תוכנה ובחקר ארכיטקטורות מיחשוב חדשות. במרכז בסאן דייגו יחקרו כיצד לאחסן כמויות גדולות של נתונים ולמצוא מידע ברשתות גדולות – אומרת פרן ברמן, מנהלת המרכז בסאן דייגו. המרכז בפיטסבורג יהפוך לספק עיקרי של כוח מיחשוב גולמי.
לתוכנית יהיו השלכות חיוביות על תחומי מדע רבים – מביולוגיה ועד אסטרונומיה, בהם יש צורך בהעברה מהירה ויעילה של נתונים. התוכנית תתרום גם לתעשיות בהן נסמכים על התגליות של המדענים. ביולוגים נזקקים לגישה למסדי נתונים ציבוריים ופרטיים כדי לאתר מידע ביחס לגנים וחלבונים, לדוגמה, ואילו לנתונים הרבים שמקורם בטלסקופים יקח שנים לעבור באינטרנט. במקום לשלוח תקליטורים או לטוס ברחבי העולם יוכלו הרשתות המהירות שירכיבו את התשתית הקיברנטית המשותפת להעביר בקלות קבצים בנפח של ט"ב רבים.
אחת מרשתות אלה נקראת TeraGrid – פרויקט בשווי 98 מיליון דולר לקישור בין מחשבי על, מסדי נתונים ומשאבים נוספים של המרכזים בסן דייגו, פיטסבורג, אוניברסיטאות ומעבדות לאומיות ברשת אינטרנט מהירה. הרשת יכולה לבצע 30 טריליון חישובים בשנייה, לאחסן נתונים בנפח 1 פטה-בתים ולהעביר 40 מיליארד סיביות בשנייה. הרשת מסייעת, בין השאר, בחקר מחלת האלצהיימר ובהיווצרות הגלקסיות לאחר המפץ הגדול. אולם, רק משתמשים ספורים זוכים ליהנות ממנה והניסיונות לפתח תוכנה שתסייע ליותר משתמשים לגשת אליה לא עלו יפה – מסרו מקורות המקורבים לפרויקט.
מבקרי התשתית הקיברנטית המשותפת טוענים שהתוכנית אינה זוכה למימון מספיק ושמה דגש רב מדיי על שיטות ניסיונית דוגמת מיחשוב הסריג (Grid) במקום להסתמך על גישה אמינה למחשבים מרכזיים גדולים. כן טוענים המבקרים ששיטת מענקי המחקר שהונהגה בשנות התשעים איפשרה למדענים מתחומים רבים ליהנות ממרכזי מיחשוב העל, לקדם רעיונות מבטיחים ולהוציא אותם אל הפועל בסביבת מיחשוב רבת עוצמה. "רבים בקהילה המדעית חשים שהקרן שופכת את התינוק עם המים ולמעשה מתייחסת למרכזי מיחשוב העל כאל ניסוי במדעי המחשב" אומר ביל מק'קרדי, פרופסור לכימיה והנדסה מאוניברסיטת קליפורניה. "האופן בו יפעלו המרכזים והקרן ישתנה מן הקצה אל הקצה".
אולם, גם המבקרים מודים שהשינוי יסייע לקדם את המחקר במדעי המחשב – בתחומים דוגמת מערכות הפעלה, ארכיטקטורה ומוליכים למחצה, ויאפשר למחשבי העל להתמודד עם הדרישות הגוברות של הקהילייה המדעית. כך למשל סייעה הקרן להקים בשנה שעבר את המצפה הלאומי הווירטואלי – מסד נתונים אסטרונומי שעל הקמתו ניצח המהנדס ג'ים גריי ממיקרוסופט. הקרן הקצתה לפרויקט 40 מיליון דולר.
הקרן מסייעת לקדם יוזמות חדשות למרות שתקציבה הצטמק – מ- 5.65 מיליארד דולר בשנה שעברה ל- 5.47 מיליון דולר השנה, מאחר וממשל בוש מעדיף להעביר כספים להגנה, מודיעין ובטחון פנים. בשנה הבאה יגדל תקציב הקרן ב- 2.4% ויסתכם ב- 5.61 מיליארד דולר – גידול שמקביל פחות או יותר לשיעור האינפלציה בארה"ב. "הקרן מתקשה להתמודד עם התקציב המקוצץ" אומר כריס ג'ן, סגן נשיא בכיר לתוכניות ממשלתיות בחברת קריי.
השינויים הצפויים מעוררים ויכוח גם ביחס לדרך הטובה ביותר לממן מחקרים בתחום מחשבי העל מנת שארה"ב תוכל לשמור על כושר התחרות מול סין, יפאן ומדינות נוספות שמציבות את פיתוח מחשבי העל בראש סדר העדיפויות. סטיב וולך, סגן נשיא לטכנולוגיות ב-Chiaro Networks, סבור ש"ארה"ב אינה מחויבת מספיק לאסטרטגיית מחקר לטווח הארוך בתחום מחשבי ארה"ב. ללא אסטרטגיה כזו עלולה ארה"ב לפגר בעוד 5 עד 10 שנים אחר מדינות אחרות. מרכזי מיחשוב העל צריכים להיות חלק מאסטרטגיית המחקר לטווח הארוך".
אולם, גם התשתית הקיברנטית המשותפת אינה זוכה לתקציב הולם. בתחילה אמורה הייתה התשתית לזכות לתקציב של מיליארד דולר – אומר לארי סמאר, פרופסור למדעי המחשב באוניברסיטת קליפורניה. כיום עומד התקציב על קרוב ל- 400 מיליון דולר השנה, ועל 509 מיליון דולר בשנת 2006. בשל קשיי התקציב נמצאת התוכנית "לפי שעה בהילוך סרק" אומר דנינג.
למרות בעיות התקציב, מתקדמים המרכזים בביצוע התוכנית עד כמה שביכולתם. לדברי דנינג הוא מתכוון, בנוסף לתפקיד המסורתי של המרכז – אספקת זמן מחשבי על למדענים ומהנדסים, לספק גם "סביבה קיברנטית" שתסייע למשתמשים להעביר כמויות גדולות של נתונים למרחקים ארוכים, לגשת למסדי נתונים בתחומים דוגמת גנטיקה, ולשלוח עבודות למרכזי מיחשוב העל.
נראה שהמחלוקת לא תסתיים בקרוב. הכוונה להתמקד בפיתוח תוכנה לעלולה להקשות על המשתמשים שזקוקים לגישה מיידית למחשבי על. "מרכז הכובד שלי תלוי בעבודה אינטנסיבית עם מחשבי על" אומר מק'קרדי. "ניאלץ לעבור לאשכולות או להשקיע פחות זמן בפיתוח חומרה". לפי שעה הקרן אינה ממהרת להשמיע הבטחות ביחס לעתיד, ופרימן מזכיר שמרכזי מיחשוב העל זוכים למימון גם מהאוניברסיטאות. "העתיד של המרכזים נמצא בידיים שלהם עצמם" אומר פרימן. "בהתאם לביקוש, עליהם להתמקד במסדי נתונים, תוכנות וירטואליזציה או שירותים. עליהם לגלות גמישות".
"מרכזי מיחשוב העל יהפכו לחלק מהתשתית הקיברנטית המשותפת וישתלבו בה" אומר דנינג מהמרכז הלאומי ליישומי מיחשוב על.
לידיעה באתר אינפורמישן וויק
ידען מיחשוב על
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~144195401~~~80&SiteName=hayadan
