Tháng trước, chương trình Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Thông tin và Mạng (NITRD) đã kỷ niệm 30 năm thành lập tại Washington DC. Bạn có thể đọc toàn bộ bản tóm tắt sự kiện tại đây. Trong nỗ lực làm nổi bật tác động mà các khoản đầu tư liên bang đã mang lại đối với cộng đồng nghiên cứu máy tính, sự kiện này có năm phần trong đó những người tham gia thảo luận về những thành tựu quan trọng trong lĩnh vực này trong thập kỷ qua và những định hướng trong tương lai. Mỗi hội thảo tập trung vào một lĩnh vực phụ quan trọng của nghiên cứu máy tính: Điện toán quy mô lớn, Mạng và Bảo mật, Trí tuệ nhân tạo/Học máy, Quyền riêng tư và Internet vạn vật và Điện toán có trách nhiệm với xã hội. 

Bài đăng này là bài đầu tiên trong loạt bài nêu bật các bảng từ ngày hôm đó, bắt đầu với Bảng 1: Tính toán ở quy mô, được kiểm duyệt bởi Ben Zorn (Microsoft) và có sự góp mặt của các tham luận viên nổi tiếng Luiz André Barroso (Google), Ian Foster (Argonne NL), Timothy Pinkston (USC) và Kathy Yelick (UCB). Hội thảo đã dẫn dắt một cuộc thảo luận sôi nổi nhằm tôn vinh những thành tựu đáng kinh ngạc trong quá khứ của điện toán hiệu năng cao (HPC) và điện toán đám mây, cũng như dự đoán xem công nghệ này sẽ đi về đâu và nó ảnh hưởng đến xã hội như thế nào. 

Zorn đã bắt đầu buổi học bằng một giai thoại trong sự nghiệp của mình để làm nổi bật sự gia tăng to lớn về tính sẵn có của các chu trình tính toán cho các mục đích khác nhau, điều này có thể thực hiện được nhờ những tiến bộ về khả năng mở rộng tính toán. Ông đưa ra ví dụ về việc khởi đầu là nhà nghiên cứu tại Microsoft vào năm 1992 khi việc tạo ra các chương trình bằng cách đơn giản thể hiện những gì bạn muốn, thay vì viết mã, chỉ là một tầm nhìn. Mười năm sau, chúng ta đã có một công nghệ mới có khả năng xử lý các mô tả chương trình và tạo ra giải pháp cho mô tả đó một cách hoàn toàn tự động.

Câu hỏi đầu tiên được đặt ra cho các tham luận viên là “Các khoản đầu tư của NITRD đã thúc đẩy những tiến bộ trong điện toán trên quy mô lớn theo những cách nào và điều gì đã làm cho những khoản đầu tư đó thành công?”

Foster suy ngẫm về thời kỳ đầu sự nghiệp của mình, hồi tưởng về sáu máy tính có bộ xử lý mà anh ấy đã làm việc cùng với những chiếc máy tính ngày nay nhanh hơn khoảng một tỷ lần khi kết hợp những gì anh ấy ước tính là có thêm một triệu bộ xử lý. Anh ấy tiếp tục nói, “lớn hơn và nhanh hơn là tuyệt vời nhưng nó đã kích hoạt được điều gì”? Các tham luận viên đã đưa ra vô số thành tựu, bao gồm cuộc cách mạng học sâu, dự báo thời tiết cực kỳ chính xác có thể nhìn ra trước mười ngày, thiết kế thuốc mới, Google Brain, hệ thống đa lõi và phân tán có sức mạnh cạnh tranh với các siêu máy tính thời đó. Tất cả các thành viên tham gia hội thảo đều đồng ý rằng mỗi thành tựu này đều có thể liên quan đến nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và môi trường đại học với sự hỗ trợ từ các chương trình do NITRD điều phối.

Câu hỏi thứ hai mà Zorn đưa ra cho hội thảo là, Những kết quả xã hội quan trọng mà khoản đầu tư của NITRD vào điện toán quy mô lớn đã mang lại là gì và đâu là cơ hội để có tác động lớn hơn nữa?

Yelick chia sẻ rằng một số đột phá lớn do HPC thúc đẩy nằm trong lĩnh vực mô phỏng – với khả năng mô phỏng và đưa ra dự đoán về cả biến đổi khí hậu dài hạn và biến động thời tiết ngắn hạn, những tiến bộ trong khoa học vật liệu, bao gồm sàng lọc các vật liệu mới cho các ứng dụng năng lượng khác nhau và khám phá thuốc, giải trình tự các bộ dữ liệu khổng lồ và trí tuệ nhân tạo dựa trên học sâu. 

Nhìn xa hơn những đổi mới để tạo ra tác động xã hội, Barroso tiếp tục bình luận của Foster về những đóng góp quan trọng của NITRD trong việc tạo ra các cơ sở dữ liệu và điện toán cũng như hỗ trợ và duy trì các nhóm liên ngành.

“Khả năng mà chúng ta có ngày nay để thu hẹp khoảng cách này và cung cấp công cụ cho những chuyên gia này để họ có kiến ​​thức về lĩnh vực cực kỳ không thể thay thế và cho phép họ áp dụng các công nghệ điện toán thực sự cao cấp vào những việc họ làm mà ngày càng ít trở ngại hơn theo thời gian, điều đó vô cùng truyền cảm hứng cho tôi .” – Luiz André Barroso

Câu hỏi thứ ba mà Zorn đặt ra cho nhóm là: “Do các ứng dụng phần cứng, cơ sở hạ tầng đám mây và điện toán trên quy mô lớn, bao gồm cả chi phí khi cân bằng, đã thay đổi nhanh chóng trong 5 năm qua – liệu các khoản đầu tư của NITRD vào điện toán ở quy mô có nên thay đổi hay không và nếu có thì như thế nào? ” 

Với sự kết thúc của Định luật Moore (tăng gấp đôi khả năng tính toán), Pinkston hoan nghênh những đóng góp trước đây của NITRD đối với sự tăng tốc và mở rộng đáng kể của máy tính, đồng thời kêu gọi các khoản đầu tư mới xem xét định luật Moore một cách rộng rãi hơn về mặt đặt ra mục tiêu và kỳ vọng. Trong bối cảnh rộng hơn này, chúng ta có thể xem khái niệm cải tiến theo cấp số nhân giữa các khía cạnh khác nhau, bao gồm không chỉ chức năng, khả năng và hiệu suất tổng thể mà còn giảm chi phí, giảm yếu tố hình thức, tăng trưởng và độ mạnh mẽ của ứng dụng, tăng tính bảo mật, độ tin cậy và độ tin cậy và tăng cường hiệu quả năng lượng và tính bền vững ở quy mô lớn. Bây giờ là lúc thực hiện các khoản đầu tư mới và quan trọng vào các công nghệ có rủi ro cao nhưng mang lại lợi nhuận cao. Yelick mở rộng nhận xét của Pinkston, đề nghị NITRD đầu tư vào nhiều thứ hơn như các loại bộ xử lý và máy gia tốc khác nhau.

Zorn kết thúc hội thảo bằng câu hỏi cuối cùng, “Trong tương lai, các khoản đầu tư của NITRD vào điện toán quy mô lớn nên tính đến nhu cầu ngày càng tăng để hiểu và triển khai ứng dụng công nghệ điện toán có trách nhiệm với xã hội?

Các tham luận viên nhấn mạnh vào hai khía cạnh quan trọng của câu hỏi này: khả năng tiếp cận và đạo đức. Hai suy nghĩ chính được đề cập đến trên cả hai:

“Có những đột phá biến điều không thể thành có thể, mang lại cảm hứng và cũng có những đột phá khác biến điều có thể thành hiện thực.” – Luiz André Barroso

Mọi người có xu hướng chỉ hào hứng với những phát triển và đột phá to lớn, dẫn đến ít chú ý và đầu tư hơn vào việc làm cho những thành tựu và đổi mới này có thể tiếp cận được với nhiều người hơn.

Pinkston chuyển sự chú ý của chúng tôi sang câu hỏi về đạo đức trong máy tính, như ông đã trích dẫn lời Chủ tịch CCC trước đây, Mark Hill, rằng: “Vấn đề thực sự không phải là chúng ta có thể xây dựng những gì mà là chúng ta nên xây dựng những gì?” 

Các khoản đầu tư trong tương lai cần xem xét ai, tại sao, ở đâu và điều gì có tính đến đạo đức, khả năng tiếp cận và tác động của các công nghệ đang được xây dựng.

Một khán giả đã hỏi NITRD, Academica, govt labs, v.v. nên áp dụng những nguyên tắc nào để khoản đầu tư của họ mang lại lợi ích hoặc ít nhất là không trùng lặp với những gì ngành đang làm?

Tất cả những người tham gia hội thảo đều trả lời theo cùng một cách – đầu tư vào những ý tưởng điên rồ hơn, những ý tưởng có phần thưởng đáng kinh ngạc nhưng rủi ro đáng kể, những ý tưởng không mang lại lợi ích thương mại. Các công ty quan tâm đến lợi nhuận của họ và có xu hướng thận trọng hơn với lợi tức đầu tư của họ. Đầu tư vào các lĩnh vực ngoài khoa học cơ bản sẽ dẫn đến những tiến bộ trong hiểu biết và khám phá của con người, đồng thời đặt nền tảng cho sự phối hợp giữa ngành, chính phủ và nghiên cứu học thuật. 

Phần 1 là một cách tuyệt vời để bắt đầu một ngày mới và nó khơi dậy những cuộc trò chuyện cũng như ý tưởng được truyền tải sang các phần khác khi ngày tiếp tục diễn ra. Cảm ơn tất cả những người tham gia phiên họp đã chia sẻ ý tưởng và ý kiến ​​của bạn. Tôi nghĩ rõ ràng là đã có những tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực điện toán quy mô lớn nhờ các khoản đầu tư của NITRD và nhiều thành tựu sắp tới. Bạn có thể xem bản ghi đầy đủ trên  trang web CCC hoặc trên Kênh YouTube của NITRD. Hãy chú ý đến Phần 2: Mạng và Bảo mật.