سرمایه‌گذاری ۱ میلیارد دلاری انویدیا برای سلطه علمی آمریکا؛ پول خردی که خرج ابررایانه‌های هوش مصنوعی شد!

انویدیا روز پنجشنبه مقداری از پول خردهای ته جیبش را رو کرد و متعهد شد ۱ میلیارد دلار — چیزی حدود یک‌شصتم سود فصلی‌اش — را طی پنج سال آینده صرف تأمین مالی پروژه‌های علمی در ایالات متحده کند.

این تعهد مالی جدید که در جریان رویدادی در واشنگتن اعلام شد، قرار است از تحقیق و توسعه در زمینه هوش مصنوعی — یا شاید بهتر باشد این روز‌ها بگوییم «ابرهوش» — در حوزه‌های حساسی مانند محاسبات کوانتومی، مراقبت‌های بهداشتی و امنیت انرژی حمایت کند.

البته انتخاب این فناوری‌ها از طرف انویدیا اصلاً غافلگیرکننده نیست؛ این شرکت سال‌هاست که رؤیای پیوند دادن هوش مصنوعی با محاسبات فوق‌سریع (HPC) را در سر دارد. هرچند این روز‌ها بخش اعظم درآمد انویدیا از آموزش و استنتاج مدل‌های زبانی بزرگ تأمین می‌شود، اما این غول گرافیکی بی‌وقفه کتابخانه‌های جدید کودا (CUDA) را به‌طور اختصاصی برای کاربردهایی مثل محاسبات کوانتومی، سلامت و کشف دارو با کمک هوش مصنوعی و شبیه‌سازی فیزیک عرضه کرده است.

این ابتکار بخشی از یک پروژه دولتی بسیار گسترده‌تر به نام «ماموریت جنسیس» (Genesis Mission) است؛ طرحی که اواخر سال گذشته توسط دولت ترامپ معرفی شد و هدفش بهره‌گیری از هوش مصنوعی برای سرعت بخشیدن به کشفیات علمی و حفظ رهبری بلامنازع فناوری آمریکا در جهان است.

این برنامه در واقع بازگشت پرقدرت انویدیا به دنیای ابررایانه‌های بزرگ ایالات متحده به حساب می‌آید. آخرین ابررایانه‌های پرچمدار وزارت انرژی آمریکا (DoE) که با پردازنده‌های انویدیا کار می‌کردند، سیستم‌های «سامیت» (Summit) و «سیرا» (Sierra) بودند که راه‌اندازی آن‌ها به سال ۲۰۱۸ برمی‌گردد. سیستم «پرلموتر» (Perlmutter) هم که سال ۲۰۲۱ بر پایه تراشه‌های A100 معرفی شد، هرچند پروژه‌ای قابل‌توجه بود اما فاصله زیادی با غول‌های قدیمی‌تر داشت. با این‌که انویدیا هیچ‌وقت ساخت ابررایانه برای دولت آمریکا را متوقف نکرد، اما سیستم‌هایش معمولاً به‌مراتب کوچک‌تر از پلتفرم‌های غول‌پیکر مبتنی بر AMD نظیر «فرانتیر» (Frontier) و «ال کاپیتان» (El Capitan) بودند.

اما این معادله سال گذشته ورق خورد؛ زمانی که انویدیا اعلام کرد دست‌کم هفت ابررایانه جدید را در اختیار آزمایشگاه‌های ملی آرگون، لوس‌آلاموس و لارنس برکلی آمریکا قرار می‌دهد.

آزمایشگاه ملی آرگون میزبان سامانه غول‌آسای «سالستیس» (Solstice) خواهد بود که به ۱۰۰ هزار پردازنده گرافیکی بلک‌ول (Blackwell) مجهز است. این ابررایانه که با همکاری شرکت اوراکل ساخته شده، عمدتاً پردازش‌های نوظهور هوش مصنوعی را هدف گرفته است؛ بارهای کاری که نیازی به محاسبات فوق‌دقیق سنتی ندارند و با دقت‌های محاسباتی ۱۶، ۸ یا حتی ۴ بیتی هم به بهترین شکل کار می‌کنند.

همین موضوع دست انویدیا را برای تحقق اهداف دولت در پروژه Genesis Mission حسابی باز می‌گذارد. طی چند نسل اخیر کارت‌های گرافیک، انویدیا بخش زیادی از قدرت خام محاسبات با دقت مضاعف (FP64) را فدای توان عملیاتی بالا‌تر در دقت‌های پایین‌تر کرده است؛ یعنی همان دقت‌هایی که در بارهای کاری پرسود هوش مصنوعی به کار می‌آیند. در نسل بعدی این تراشه‌ها موسوم به پلتفرم «ورا روبین» (Vera Rubin) نیز انویدیا حساب ویژه‌ای روی شبیه‌سازی FP64 با استفاده از روش اوزاکی (Ozaki scheme) باز کرده است؛ روشی نوآورانه که پیش‌تر جزئیات فنی آن مورد تحلیل کارشناسان قرار گرفته بود.

ابررایانه‌های آینده آزمایشگاه لوس‌آلاموس با نام‌های «میشن» (Mission) و «ویژن» (Vision) هم از همین تراشه‌ها تغذیه می‌کنند و از شبکه فوق‌سریع Quantum-X800 InfiniBand انویدیا بهره خواهند برد.

شبیه‌سازی FP64 البته بدون هزینه و سازش فنی نیست، اما برای بارهای پردازشی که اساساً برای هوش مصنوعی بهینه‌سازی شده‌اند و فقط گهگاه به دقت محاسباتی بسیار بالا نیاز پیدا می‌کنند، دستیابی به سرعت و توان ماتریسی بالا‌تر ارزش این مصالحه را دارد.

با این‌که انویدیا نقش بسیار پررنگ‌تری در محاسبات علمی ایالات متحده پیدا کرده، اما جالب است بدانید بزرگ‌ترین ابررایانه وزارت انرژی — دست‌کم برای محاسبات خالص FP64 — همچنان از پردازنده‌های رقیب دیرینه یعنی AMD قدرت خواهد گرفت. سیستم غول‌پیکر «دیسکاوری» (Discovery) در آزمایشگاه ملی اوک‌ریج که انتظار می‌رود سال ۲۰۲۹ وارد مدار شود، توسط بخش کرِی (Cray) در شرکت HPE ساخته خواهد شد و از تراشه‌های بهینه‌شده MI430X و پردازنده‌های ونیس (Venice) شرکت AMD میزبانی خواهد کرد.

پیش‌بینی می‌شود دیسکاوری بسته به این‌که تأسیسات برق اوک‌ریج ارتقا پیدا کند یا خیر، عملکرد اوج تئوریکی بین ۳.۳ تا ۸.۵ اگزافلاپس ارائه دهد.

در این میان، ابررایانه چینی لاین‌شاین (LineShine) فعلاً در صدر جدول رتبه‌بندی Top500 قدرتمندترین ابررایانه‌های جهان خودنمایی می‌کند. این غول پردازشی با ثبت قدرت عملیاتی ۲.۲ اگزافلاپس از مجموع ۲.۷ اگزافلاپس قدرت تئوریک، صدر جدول را از چنگ رقبا درآورد. با به چالش کشیده شدن جایگاه آمریکا در پی قدرت‌نمایی جدید چین، به نظر نمی‌رسد اوک‌ریج برای متقاعد کردن دولت جهت تأمین برق موردنیازش کار چندان سختی در پیش داشته باشد.