كيفين توبس، دكتوراه في الفلسفة، نائب الرئيس التنفيذي لمجموعة الحلول الاستراتيجية في بنگوين كومبيوتينج – سلسلة المقابلات

كيفين توبس، دكتوراه في الفلسفة، هو نائب الرئيس التنفيذي لمجموعة الحلول الاستراتيجية في بنگوين كومبيوتينج. تقوم بنگوين كومبيوتينج بتصميم حلول مخصصة ومتعددة التكنولوجيا (الأجهزة والبرمجيات والسحابة والخدمات) لحل المشكلات العلمية والتحليلية والهندسية المعقدة التي تواجهها شركات فورتشن 500 والشركات الناشئة والمؤسسات الأكاديمية والمنظمات الحكومية.

ما الذي جذبك في البداية إلى مجال علوم الحاسوب؟

اشترى والدي ووالدتي لي حاسوبًا عندما كنت صغيرًا جدًا، وكنت دائمًا مهتمًا بالحواسيب والتعديل عليها. من خلال تعليمي، كنت أتجه دائمًا إلى مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وأدى ذلك إلى رغبتي في المشاركة في مجال تطبيقي أكثر. خلفيتي في الفيزياء والحوسبة الفائقة الأداء (HPC). كان لدي حب للحواسيب منذ البداية، مما سمح لي بالاحتفاظ بالحوسبة في طليعة أي اهتمام آخر بالعلوم أو الرياضيات أو الهندسة، مما أدى بي إلى حيث أنا اليوم.

تعمل بنگوين كومبيوتينج بشكل وثيق مع مشروع الحوسبة المفتوحة (OCP) – ما هو ذلك بالضبط؟

منذ بداية حركة مشروع الحوسبة المفتوحة (OCP)، كانت بنگوين كومبيوتينج من بين المبكرين في تبني هذا المشروع ودعمه والمساهمة بشكل كبير في جهود إحضار فوائد OCP إلى الحوسبة الفائقة الأداء (HPC) والذكاء الاصطناعي (AI).

يركز OCP على جمع مجتمع عالمي من المطورين لإنشاء نظام بيئي كامل لتكنولوجيا البنية التحتية معاد تصميمها لتكون أكثر كفاءة ومرونة ومقابلة. انضمت بنگوين كومبيوتينج إلى OCP بسبب التكنولوجيا المفتوحة وفكرة المجتمع. ما قمنا به مع مرور الوقت هو ضمان أن التراث والتكنولوجيا من HPC التقليدية والاتجاهات الناشئة في AI وAnalytics يمكن أن تكون كفاءة ومقابلة – بنگوين كومبيوتينج تدفع هذه الأمور إلى OCP.

أحد فوائد OCP هو أنخفاض التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) – انخفاض النفقات الرأسمالية بفضل إزالة جميع العناصر التجميلية، وانخفاض النفقات التشغيلية بسبب الخدمة من الأمام والطاقة المشتركة وغيرها من التغييرات في التصميم – مما يجعل تكنولوجيا OCP مثالية للمقابلة.

تتمتع بنگوين كومبيوتينج بمنتجات OCP عديدة، بما في ذلك منصة بنگوين كومبيوتينج تندرا إكستريم سكيل و بنگوين كومبيوتينج تندرا AP. منصات تندرا متوافقة أيضًا مع حمولات HPC وAI.

تندرا AP، أحدث جيل من منصات الحواسيب الفائقة الكثيفة تندرا، يجمع بين قوة المعالجة لمعالجات إنتل Xeon Scalable 9200 مع خادم Relion XO1122eAP من بنگوين كومبيوتينج في شكل OCP ي 제공 كثافة عالية من النواة لكل رف.

عندما يتعلق الأمر بالبيانات الكبيرة، لتحسين مستويات الأداء، يحتاج المستخدمون إلى إزالة العوائق التي تبطئ وصولهم إلى البيانات. كيف تتعامل بنگوين كومبيوتينج مع هذه المشكلة؟

استفادت بنگوين كومبيوتينج من قدرتها على استخدام التكنولوجيا المفتوحة والحركة بسرعة مع الاتجاهات الحالية – واحدة منها هي البيانات الكبيرة أو نمو البيانات والتحميلات المرتبطة بالبيانات. استجابة لذلك، قمنا ببناء مجموعة الحلول الاستراتيجية لمواجهة هذه المشكلة بشكل مباشر.

في مواجهة المشكلة، وجدنا أن معظم التحميلات، حتى من الحوسبة الفنية التقليدية، جميعها محفزة لكي تكون أكثر تحفيزًا على البيانات. ونتيجة لذلك، تصمم بنگوين كومبيوتينج حلولًا شاملة من النهاية إلى النهاية من خلال محاولة فهم التحميلات للمستخدم. من أجل إنشاء حل شامل من النهاية إلى النهاية، نركز على طبقة البرمجيات المثلى للتحميل، والتي تشمل التوجيه وتسليم التحميل.

بعد ذلك، نحاول التركيز على بنية تحتية الحوسبة المثلى للتحميل. هناك مستويات مختلفة من البيانات وتحديات الإدخال والإخراج التي تضع ضغطًا كبيرًا على الجزء الحاسوبي. على سبيل المثال، تتطلب التحميلات المختلفة مجموعات مختلفة من البنية التحتية الحاسوبية المعززة من المعالجات المركزية، ومعالجات الرسومات، وسمك النطاق التخزيني، والشبكات التي تسمح بتوجيه البيانات من خلالها وتحميلها.

أخيرًا، نحن بحاجة إلى معرفة ما هي الحلول التي ستمكننا من تقديم تلك البيانات. ننظر إلى بنية تحتية البيانات المثلى للتحميل لمعرفة كيف يتفاعل التحميل مع البيانات، وما هي متطلبات السعة ونمط الإدخال والإخراج. بمجرد حصولنا على هذه المعلومات، سيساعدنا ذلك على تصميم نظام مثالي.

بمجرد حصولنا على جميع المعلومات، نستفيد من الخبرة الداخلية في بنگوين كومبيوتينج لتصميم وتصميم حل شامل. ومعرفة أن التصميم مصمم من منظور الأداء، نحن بحاجة إلى معرفة أين يتم نشره (في الموقع، السحابة، الحافة، أو مزيج من كل ذلك، إلخ). هذا هو نهج بنگوين كومبيوتينج في تقديم حل مُحسّن لتحميلات مدفوعة بالبيانات.

هل يمكنك مناقشة أهمية استخدام معالج رسومات (GPU) بدلاً من معالج مركزي (CPU) للتعلم العميق؟

أحد أكبر الاتجاهات التي لاحظتها فيما يتعلق بأهمية معالجات الرسومات للتعلم العميق كان الانتقال من استخدام معالجات الرسومات العامة (GPGPU) كقطعة أجهزة موازية تسمح لنا بتسريع كبير في كمية الحوسبة التي يمكننا تقديمها لحل مشكلة حوسبة موازية.

شاركت في المراحل الأولى من برمجة GPGPU عندما كنت في المدرسة العليا وفي بداية مسيرتي المهنية. أعتقد أن هذا القفزة في كثافة الحوسبة، حيث توفر معالجة الرسومات كثافة كبيرة من النواة الحاسوبية على جهاز وسماحنا بتوفير المزيد في مساحة الخادم وتمكيننا من إعادة توجيه شيء كان في الأصل مخصصًا للرسومات إلى محرك حوسبي كان حقًا اتجاهًا مفتوحًا في مجتمعات HPC وAI.

然而، اعتمد الكثير من ذلك على تحويل وتحسين الشفرة لتشغيلها على معالجات الرسومات بدلاً من المعالجات المركزية. بينما قمنا بكل ذلك العمل، كنا ننتظر مفهوم التطبيق القاتل – التطبيق أو الحالة التي تكتسب حقًا زخمًا وتتمكن من تسريع حمولات HPC وAI.

مع مرور الوقت، كان هناك نهضة في AI وML، وتم إدخال التعلم العميق. لقد أدركنا أن تدريب شبكة عصبية باستخدام التعلم العميق يتوافق بشكل جيد مع التصميم الأساسي لمعالج الرسومات. أعتقد أنه بمجرد أن تتقارب هذه الأشياء، سوف تتمكن من القيام بنوع من التعلم العميق الذي لم يكن ممكنًا من قبل معالجات CPU.

بمجرد أن أصبحت معالجات الرسومات في مكانها، فقد أعادت حقًا تنشيط مجتمع البحث والتطوير حول AI وDL لأنك لم تكن لديك مستوى الحوسبة للقيام بذلك بفعالية، ولم يكن من السهل الحصول عليه. معالج الرسومات يسمح لك بتوفير حوسبة كثيفة أكثر، وهو مصمم جيدًا للتعلم العميق، وأحضرها إلى مستوى حلول البنية التحتية التي جعلت من السهل الحصول عليها أكثر للباحثين والعلماء. أعتقد أن هذا هو أحد الأسباب الكبيرة لمعالجات الرسومات هي الأفضل لدراسة التعلم العميق.

ما هي بعض حلول الحوسبة المعززة بمعالجات الرسومات التي تقدمها بنگوين كومبيوتينج؟

تتركز بنگوين كومبيوتينج حاليًا على حلول شاملة يتم العمل عليها من قبل مجموعة الحلول الاستراتيجية، وخاصة مع ممارسة AI وAnalytics في بنگوين كومبيوتينج. داخل هذه الممارسة، نحن مهتمون بثلاثة نهج رئيسية للحلول المعززة بمعالجات الرسومات.

أولاً، نقدم هندسة مرجعية لتحليلات الحافة، حيث نحاول تصميم حلول تناسب مراكز بيانات غير تقليدية (في الحافة أو بالقرب من الحافة). يمكن أن تشمل هذه المراكز حواف الشبكات، مراكز البيانات التجزئة، محطات البنزين، وغيرها. هذه هي جميع حلول AI القائمة على الاستدلال. بعض الحلول موجهة نحو تحليلات الفيديو لتعقب الاتصال والتعرف على الإيماءات لتحديد ما إذا كان شخص ما يغسل يديه أو يرتدي قناعًا. هذه هي تطبيقات الحلول الشاملة التي تشمل أجهزة معززة بمعالجات الرسومات ومحسّنة للنشرات غير التقليدية أو الحواف، بالإضافة إلى حزمة البرمجيات التي تمكن الباحثين والمستخدمين النهائيين من استخدامها بفعالية.

الفئة التالية من حلول بنگوين كومبيوتينج مبنية لمراكز البيانات والتدريب والاستدلال المرجعي في الوسط. يمكنك التفكير في الجلوس داخل مركز بيانات كبير أو في السحابة (سحابة بنگوين كومبيوتينج) حيث يقوم بعض عملائنا بتدريب كبير على آلاف معالجات الرسومات لتسريع التعلم العميق. ننظر إلى كيفية تقديم حلول شاملة ومرجعية داعمة لجميع هذه التحميلات البرمجية وتحزيمها من خلال تصميم وترتيب معالجات الرسومات، وجميع متطلبات البنية التحتية للبيانات التي تدعمها.

الفئة الثالثة من هندسة المرجعية في هذه الممارسة هي مزيج من السابقتين. ما نبحث عنه في عائلتنا الثالثة من هندسة المرجعية هو كيف نخلق أقمصة البيانات وطرق العمل لتتمكن من تعلم مستمر، بحيث يمكنك تشغيل الاستدلال باستخدام حلول الحافة المعززة بمعالجات الرسومات، ثم دفع البيانات إلى السحابة الخاصة أو العامة، ومواصلة التدريب عليها، وعندما يتم تحديث النماذج الجديدة للتدريب، دفعها مرة أخرى إلى الاستدلال. بهذه الطريقة، لدينا دورة تكرارية من التعلم المستمر والنماذج الاصطناعية.

قامت بنگوين كومبيوتينج مؤخرًا بتركيب حاسوب فائق جديد في LLNL بالتعاون مع Intel (INTC ) وCoolIT. هل يمكنك告诉نا عن هذا الحاسوب الفائق وما تم تصميمه من أجله؟

تم تركيب حاسوب Magma الفائق في LLNL من خلال عقد Commodity Technology Systems (CTS-1) مع الإدارة الوطنية للأمن النووي (NNSA) وهو أحد أولى النشرات لمعالجات Intel Xeon Platinum 9200 مع دعم من CoolIT Systems للتهدئة السائلة الكاملة وOmni-Path للاتصال.

تم تمويل حاسوب Magma من خلال برنامج Advanced Simulation & Computing (ASC) التابع لNNSA، وسيدعم برنامج Life Extension و الجهود الحيوية لضمان سلامة وأمان وموثوقية أسلحة الولايات المتحدة النووية في غياب الاختبارات تحت الأرض.

حاسوب Magma هو نظام حوسبة فائقة الأداء معزز بالذكاء الاصطناعي، وهو منصة متوافقة تسمح للذكاء الاصطناعي بتسريع الحوسبة الفائقة الأداء. تم تصنيف Magma في قائمة Top500 في يونيو 2020، وتم تصنيفه في المرتبة 80.

من خلال عقد CTS-1، قامت بنگوين كومبيوتينج بتسليم أكثر من 22 بета فلوب من القدرة الحاسوبية لدعم برنامج ASC في مختبرات NNSA Tri-Labs في لورانس ليفيرمور و لوس ألاموس وسانديا الوطنية.

ما هي بعض الطرق المختلفة التي تدعم بها بنگوين كومبيوتينج مكافحة فيروس كورونا؟

في يونيو 2020، أعلنت بنگوين كومبيوتينج رسميًا عن شراكة مع AMD لتسليم قدرات الحوسبة إلى باحثين في ثلاثة من أفضل الجامعات في الولايات المتحدة – جامعة نيويورك (NYU)، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) و جامعة رايس – لمساعدة الباحثين في مكافحة فيروس كورونا.

شاركت بنگوين كومبيوتينج مباشرة مع صندوق AMD لمكافحة فيروس كورونا لتوفير مؤسسات البحث بموارد حاسوبية كبيرة لتسريع الأبحاث الطبية حول فيروس كورونا وأمراض أخرى. تعاونت بنگوين كومبيوتينج وAMD في توفير مجموعة من حلول الحوسبة الفائقة الأداء الموجودة على الموقع و基于 السحابة إلى NYU وMIT وجامعة رايس لمساعدة الباحثين على رفع قدرات البحث.

تم تشغيل الأنظمة الممنوحة للجامعات بواسطة معالجات AMD EPYC الجيل الثاني ومعززات الرسومات Radeon Instinct MI50. ومن المتوقع أن توفر كل نظام أكثر من بета فلوب من الأداء الحاسوبي. سوف يتم توفير أربعة بета فلوب إضافية من القدرة الحاسوبية للباحثين من خلال خدمة السحابة HPC من بنگوين كومبيوتينج، Penguin Computing On-Demand (POD). ومن المتوقع أن توفر الأنظمة الممنوحة للجامعات للباحثين أكثر من سبعة بета فلوب من القدرة الحاسوبية المعززة بمعالجات الرسومات التي يمكن تطبيقها لمكافحة فيروس كورونا.

تتوقع الجامعات المستفيدة استخدام السعة الحاسوبية الجديدة عبر مجموعة من التحميلات المرتبطة بالجائحة، بما في ذلك الجينوميات وتنمية اللقاحات وعلوم النقل والنمذجة.

هل هناك أي شيء آخر تود مشاركته حول بنگوين كومبيوتينج؟

لمزيد من العقود، قدمت بنگوين كومبيوتينج حلولًا مخصصة ومبتكرة ومتاحة لمجال الحوسبة الفائقة الأداء والتقنية. توفر حلول بنگوين كومبيوتينج للمنظمات المرونة والحرية التي تحتاجها للاستفادة من أحدث التكنولوجيا في بيئات الحوسبة. يمكن للمنظمات تركيز مواردها على تقديم المنتجات والأفكار إلى السوق في أسرع وقت ممكن بدلاً من التكنولوجيا الأساسية. يمكن تخصيص حلول بنگوين كومبيوتينج الواسعة النطاق لمجالات AI وML وAnalytics وHPC وDataOps وتكنولوجيا السحابة الأصلية، ويمكن دمجها بسرعة لتلبية الاحتياجات الحالية والتكنولوجيا المتغيرة. تساعد خدمات بنگوين كومبيوتينج المهنية والإدارة في دمج الحلول وتنفيذها وإدارتها. يمكن لخدمات الاستضافة في بنگوين كومبيوتينج مساعدة المنظمات في “أين” بيئة الحوسبة من خلال تقديم خيارات ملكية ومرونة لتشغيلها في الموقع أو في السحابة العامة أو المخصصة أو المضيفة أو كخدمة.

شكرًا على المقابلة الرائعة، يرجى زيارة بنگوين كومبيوتينج لمعرفة المزيد.