Deep Blue przeciwko Kasparowa: dwadzieścia lat rewolucji dużych zbiorów danych

W siódmym biegu głównym decydującej gry czarne zrobili to, co teraz uważają krytycznym błędem. Gdy czarne pomylili ruchy w obronie Caro-Kann, białe wykorzystali przewagę i zorganizowali atak, poświęcając koniem. Zaledwie 11 takich ruchów białe w kolejce na tyle silną pozycję, że czarnych nie było wyjścia, jak tylko przyznać się do porażki. Przegrany powiedział o nieuczciwej grze przeciwnika — i to oskarżenie stało się jednym z najgłośniejszych w historii turniejów szachowych. Dwadzieścia lat później do niego nadal mam pytania.

To nie była zwykła gra w szachy. Często przegrany gracz może oskarżyć przeciwnika, faul, ale w tym przypadku przegrany był ówczesny mistrz świata w szachach garri Kasparow. Zwycięzca był jeszcze bardziej niezwykły: superkomputer IBM Deep Blue.

Zwycięstwo nad Каспаровым 11 maja 1997 roku zrobiła Deep Blue pierwszym komputerem, który pokonał mistrza świata w meczu z sześciu gier ze standardowym czasem. Kasparow wygrał pierwszy mecz, przegrał drugą i następne trzy zremisował. Kiedy Deep Blue wygrał ostatnią grę, Kasparow nie chciał w to uwierzyć.

Echem pamiętając sztuczki szachowych automatów w wieku 18 i 19, Kasparow oświadczył, że komputer rządził prawdziwy mistrz. On i jego zwolennicy uważali, że gra Deep Blue był zbyt ludzki, aby należeć samochodem. Tymczasem dla wielu zdeklarowanych w wydajności komputera stało się oczywiste, że sztuczna inteligencja dotarł do etapu, kiedy może przekroczyć ludzkość — przynajmniej w grze, która przez długi czas była uważana za zbyt trudne do maszyny.

Rzeczywistość jest polegała na tym, że zwycięstwo Deep Blue zapewniona była to ostra, nadludzkiej zaangażowania zimnej, twardej logice przeciwko emocjonalnego zachowania Kasparowa. Nie to, że sztuczny lub prawdziwy) inteligencja wykazać własny twórczy styl myślenia i uczenia się, nie, właśnie stosowanie prostych zasad na szeroką skalę provided wynik.

Ten mecz stał się sygnałem do społecznego ścinanie, który nabiera prędkości po dziś dzień. Głębokie przetwarzanie danych, na której opierał Deep Blue, dziś jest obecny prawie we wszystkich zakątkach naszego życia — od systemów finansowych, które dominują w gospodarce, do usług on-line, które starają się znaleźć idealnego partnera. To, co zaczęło się jako studencki projekt, pomogło wejść w epoce wielkich zbiorów danych (big data).

Błąd człowieka

Podstawa roszczeń Kasparowa zgłoszona do biegu, który komputer zrobił w drugiej grze meczu, pierwszej zwycięskiej grze Deep Blue. Kasparow grał tak, aby zmusić przeciwnika odebrać подставную pionka, ofiarną postać, która sprowadziła samochód w pułapkę. Tę taktykę Kasparow użył przeciwko ludzkich przeciwników w przeszłości.

Ale następny ruch Deep Blue zaskoczył Kasparowa. Kasparow nazwał go "человекоподобным". John Nunn, angielski mistrz, opisał go jako "niesamowite" i "wybitny". Ten ruch rozbił plan Kasparowa i odwrócił jego strategię. On tak zbyt podekscytowany, że nie mógł wrócić do gry i oddał jej. Co gorsza, on nigdy nie odzyskane, zremisował trzy gry i popełnił poważny błąd, który doprowadził do klęski w ostatniej grze.

Ten ruch został oparty na strategicznej przewadze, którą gracz otrzymuje od tworzenia otwartej linii, kolumny kwadratów na planszy (patrząc z góry), na którym nie ma kształtów. Ona może stworzyć atakujący trasa jak zwykle, do wież lub queens, ponieważ nie ma pionów, blokujących drogę. Podczas treningu z grandmaster Joel Benjamin zespół Deep Blue wyjaśniła, że linia otwarta nie tylko pozwala wyprowadzić na niej wieżę. Taktyka zawierał wniosek figur na linię i wybór momentu, kiedy można ich otwierać.

Kiedy programiści z tego sprawę, są przepisano kod Deep Blue, aby włączyć te ruchy. Podczas gry komputer wykorzystał pozycję z ewentualną otwartej linii, aby wywrzeć presję na Kasparowa i go bronić w każdej podróży. To psychologiczną przewagę w końcu zgnieciony Kasparowa.

Kiedy Kasparow przegrał, sprawa idziemy teorii spiskowych i spekulacji. Конспирологи twierdzili, że IBM przyciąga człowieka podczas meczu. IBM zaprzecza, twierdząc, że zgodnie z przepisami jedyna ludzka interwencja stało się między grami, aby naprawić błędy wykryte podczas gry. Ona również odrzucił twierdzenie o tym, że programowanie zostało dostosowane do stylu gry Kasparowa. Zamiast tego oparł się na zdolność do komputera znaleźć ogromną ilość możliwych ruchów.

Rezygnacja IBM od prośby Kasparowa spędzić rewanżu i późniejszy demontaż Deep Blue nie zrobił nic, aby spłacić podejrzenia. IBM również zatrzymała wydanie szczegółowych zapisów komputera, co również wymagał Kasparow, aż do momentu wyjścia Deep Blue z eksploatacji. Ale kolejna szczegółowa analiza dziennika komputera dodał nowe fakty w historii i rzucić światło na poważne błędy Deep Blue.

Od tego czasu pojawiały się spekulacje, że Deep Blue wygrał tylko z powodu błędu w kodzie podczas pierwszej gry. Jeden z projektantów Deep Blue powiedział, że gdy usterka przeszkadzam komputera wybrać jeden z ruchów, które analizowałem, to zamiast tego zrobił przypadkowy ruch, który Kasparow błędnie odczytałem jako głęboką strategię.

Udało Mu się wygrać, i do drugiej rundy błąd został naprawiony. Ale mistrz świata był, jak się wydaje, tak wstrząśnięty najwyższej inteligencji maszyny, że nie był w stanie odzyskać swoje panowanie nad sobą i zaczął grać zbyt ostrożnie. Onnawet straciłem szansę wyjść z taktyki otwartej linii, gdy Deep Blue pozwolił na "straszny błąd".

Co zatwierdzenie Kasparowa na temat meczu nie było wiernym, wskazują one na to, że jego porażka była częściowo ograniczona do słabości ludzkiej natury. On przereklamowany niektóre ruchy maszyny i stał się niepotrzebnie martwić się o jej zdolnościach, popełniać błędy, które ostatecznie doprowadziły do jego upadku. Deep Blue nie posiadał nawet blisko metodami sztucznej inteligencji, które dziś pomagają komputerów wygrać w znacznie bardziej skomplikowanych grach, takich jak ego.

Ale nawet jeśli Kasparow był onieśmielony więcej, niż powinno być, nie ma żadnych wątpliwości co do wspaniałych osiągnięć zespołu, który stworzył Deep Blue. Jej zdolność pokonać najlepszych na świecie graczy w szachy została założona w niesamowitej mocy obliczeniowej, która doprowadziła do stworzenia programu superkomputerów IBM, która torowała drogę dla zaawansowanych technologii nowoczesności. Co jeszcze bardziej zaskakujące, to fakt, że projekt Deep Blue był ambitnym projektem jednego z największych producentów komputerów, a studenckiej pracą 1980-tych.

Szachy wyścig

Gdy Feng-Сюн Xu przybył do USA z Tajwanu w 1982 roku, i wyobrazić sobie nie mogłem, że stanie się częścią intensywnej rywalizacji między dwoma zespołami, które prawie dziesięć lat starali się stworzyć najlepszy komputer szachowy na świecie. Xu przybył na Uniwersytet Carnegie — Mellon w Pensylwanii, aby studiować projektowanie układów scalonych, z których robią mikroprocesory, ale także od dawna interesował komputerowe szachy. Na niego zwrócili uwagę twórcy Hitech, komputera, który w 1988 roku jako pierwszy pokonał arcymistrza, i potrzebują pomocy z rozwojem sprzętu.

Wkrótce Xu pokłóciłem się z zespołem Hitech, gdy zobaczył architektoniczny skręt w proponowanej przez nich projekcie. Wraz z innymi doktorantom zaczął opracowanie własnego komputera ChipTest, opierając się na architekturę szachy maszyny Bell Laboratory. Własna technologia ChipTest używał "bardzo dużą skalę integracji", aby połączyć tysięcy tranzystorów w jednym chipie i pozwolić komputery znalezienie 500 000 szachowych ruchów na sekundę.

Chociaż zespół Hitech rozpoczęła się wcześniej, Xu i jego koledzy wkrótce dogonił ją z następcą ChipTest. Deep Thought — nazwany na cześć komputera z książki Douglasa Adamsa "Autostopem przez galaktykę" — połączył dwa specjalistycznych cpu Xu i nauczył się analizować 720 000 ruchów na sekundę. W 1989 roku zdobył World Computer Chess Championship, nie przegrywając ani jednej gry.

Ale w tym samym roku Deep Thought przegrał Harry Каспарову, aktualnego mistrza świata w szachach. Aby pokonać najlepszego mistrza świata, Xu i jego zespół musieli się posunąć o wiele dalej. Ale teraz miał wsparcie dla komputerowego giganta IBM.

Szachy komputery pracują, dodając wartość liczbowa stan każdej figury na tablicy, za pomocą formuły "funkcji oceny. Wartości te można następnie przetwarzać i przebierać w poszukiwaniu lepszego uderzenia. Pierwsze komputery szachowe, takie jak Belle i Hitech, używane kilka niestandardowych układów do wykonania ewaluacji funkcji, a następnie комбинировали wyniki.

Problem polegał na tym, że komunikacja między układami scalonymi była powolna i zużywał dużej mocy obliczeniowej. Z ChipTest Xu udało się inżynierii wstecznej i przepakować gpu w jednym chipie. To rozwiąże wiele napowietrznych na przetwarzanie i znacznie zwiększyło prędkość obliczeniową. Podczas gdy Deep Thought mógł obsługiwać 720 000 ruchów na sekundę, Deep Blue wykorzystał dużą liczbę procesorów, które wszczynali te same obliczenia w czasie w celu przeanalizowania 100 000 000 ruchów na sekundę.

Wzrost liczby ruchów, które mógł obsługiwać komputer, to było ważne, bo szachy komputery tradycyjnie używali metody "w pełnym zakresie" (brute-force, брутфорса). Ludzie-gracze uczą się z doświadczeń z przeszłości natychmiast eliminować pewne działania. Szachy maszyny w tym czasie nie miały taką możliwość, a zamiast tego musieli polegać na swoją zdolność zaglądać do przodu i patrzeć, co się może zdarzyć w każdym możliwym czasie. Używali pełna przesada, analizując kolosalne liczby ruchów, zamiast skupić się na określonym typie ruchów, który by zadziałał na pewno. Wzrost liczby ruchów, które maszyna mogła widzieć jednocześnie, pozwalając jej patrzeć znacznie dalej w przyszłość.

Do lutego 1996 roku zespół IBM ponownie wywołała Kasparowa na walkę, tym razem z Deep Blue. Chociaż maszyna po raz pierwszy ograła mistrza świata w normalnym trybie czasowym, wspólny mecz Deep Blue przegrał z wynikiem 4:2. 100 000 000 ruchów na sekundę było za mało, aby pokonać zdolność człowieka do wypracowania strategii.

Aby zwiększyć liczbę ruchów, zespół rozpoczął modernizację maszyny, badając, jak zoptymalizować duża ilość procesorów pracujących równolegle. W końcu powstała maszyna z 30 procesory, które, co bardzo ważne, kontrolowali 480 niestandardowych układów scalonych, zaprojektowane specjalnie do gry w szachy. Ten кастомный projekt pozwolił drużynie mocno zoptymalizować obliczenia równoległe pomiędzy frytkami. Efektem była nowa wersja Deep Blue (Deeper Blue), która może znajdować 200 000 000 ruchów na sekundę. Na każdą możliwą strategię maszyna mogła liczyć do 40 ruchów naprzód.

Równoległa rewolucja

Do czasu, gdy w maju 1997 roku w Nowym Jorku odbył się mecz-rewanż, interes publiczny był już na szczycie. Reporterzy z kamerami ustawiały się w kolejce i zostały nagrodzone obrazem Kasparowa, płonącegosprawiedliwym gniewem o swojej porażce na konferencji prasowej. Reklama meczu również pozwoliła uzyskać lepsze wyobrażenie o tym, jak daleko zaszli komputery. Większość ludzi nawet blisko nie mieli pojęcia, jaki wpływ technologia Deep Blue okaże się na dalszy rozwój komputerów, a co najważniejsze, tego, jak nasze społeczeństwo wykorzystuje dane.

Dzisiaj złożone modele komputerowe są używane do obsługi bankowych systemów finansowych, opracowywania lepszych samochodów i samolotów oraz do testowania nowych leków. Systemy, które штудируют duże ilości danych (często nazywa się je dużymi danymi, lub big data), szukają znaczące wzorce w planowaniu usług publicznych, transporcie, opiece zdrowotnej i pozwalają firmom kierować reklamy na określone grupy ludzi.

To jest bardzo skomplikowane, wymagające szybkiego przetwarzania dużych i złożonych zestawów danych. Deep Blue dał naukowcom i inżynierom znaczną wiedzę o masywnych równoległych многочиповых operacyjnych, które sprawiły, że wszystko jest możliwe. W szczególności, demonstrowali możliwości systemu komputerowego ogólnego przeznaczenia, która była w posiadaniu dużej ilości niestandardowych układów, opracowanych dla konkretnego zastosowania.

Nauka o dynamice molekularnej, na przykład, zawiera nauka fizycznych ruchów cząsteczek i atomów. Custom konstrukcji układów pozwoliły komputerów modelować dynamikę molekularną i zaglądać do przodu, aby zobaczyć, jak nowe leki mogą reagować w organizmie, podobnie jak просчету szachowych ruchów naprzód. Symulacja dynamiki molekularnej pomogło przyspieszyć opracowanie skutecznych leków, z których niektóre są używane do leczenia HIV.

Dla szerokich zastosowań, takich jak modelowanie systemów finansowych i inteligentnej analizy danych, projektowanie specjalizowanych układów do oddzielnego zadania w tych obszarach byłoby zbyt kosztowne. Ale projekt Deep Blue pomógł opracować metody kodowania i zarządzania высокопараллельными systemami, które rozbijają problem na dużą liczbę procesorów.

Dziś wiele systemów przetwarzania dużych ilości danych wykorzystują procesory graficzne zamiast specjalistycznych układów scalonych. Początkowo były one przeznaczone do tworzenia obrazów na ekranie, ale również przetwarzali informacje z wykorzystaniem procesorów równoległych. Dziś często są wykorzystywane w wydajnych komputerach z dużymi zestawami danych i uruchamiania zaawansowanych narzędzi sztucznej inteligencji. Tutaj też są oczywiste podobieństwa z architekturą Deep Blue: specjalizowane układy (zbudowane dla grafiki), sterowane procesorami ogólnego przeznaczenia, które zwiększają skuteczność złożonych obliczeń.

Tymczasem świat szachowych automatów do gier znacznie się rozwinął od czasów zwycięstwa Deep Blue. Mimo swojego doświadczenia z Deep Blue, w 2003 roku Kasparow zgodził się walczyć z dwoma najbardziej znanymi szachy maszyn — Deep Fritz i Deep Junior. Dwa razy udało mu się uniknąć porażki, chociaż on i tak robił błędy, które doprowadziły do remisu. A jednak obie maszyny pokonali swoich przeciwników w latach 2004 i 2005.

Junior i Fritz zaznaczyły się zmiana podejścia do projektowania systemów komputerowych szachów. Podczas gdy Deep Blue został specjalnie opracowany komputerem, полагающимся na surową moc swoich procesorów, który analizuje miliony ruchów, nowe szachy maszyny były programami, które wykorzystują metody nauczania, aby zminimalizować wymaganych poszukiwań. To pozwoliło im obejść metoda brutalnej siły tylko z możliwości obliczeniowej zwykłego komputera osobistego.

Mimo to przełom, u nas wciąż nie ma szachowych maszyn, które przypominały by ludzka inteligencja w grze — tak im nie trzeba. Ludzie popełniają błędy, bo są emocjonalne i boją się o swoją reputację. Maszyny, z drugiej strony, bezlitośnie wykorzystują logiczne obliczenia w trakcie gry. Pewnego dnia u nas mogą pojawić się komputery, które naprawdę myślą po ludzku, ale historia ostatnich 20 lat doprowadziła do rozwoju systemów, które są dokładne w dużej mierze tylko i wyłącznie dlatego, że są pm.