17 ноября 2014 в 17:05

Каспаров против Deep Blue. Часть I: черный ящик из песочницы

Продолжаю серию материалов о противостоянии Гарри Каспарова с компьютерами, начатую valemak. Его статьи, открывающие тему, можно почитать здесь и здесь.

Несмотря на то, что к середине 90-х шахматные программы для ПК стали непростыми соперниками для гроссмейстеров, приблизиться к уровню чемпиона мира им всё ещё не удавалось. Их шахматная сила на классических контролях времени, колебалась в районе 2300 – 2400 пунктов рейтинга, что по-прежнему было ниже уровня гроссмейстеров (от 2500), и уж тем более, ниже уровня игры Каспарова (2800). В будущем многие специалисты ожидали улучшения качества игры шахматных машин, но что же можно было сделать прямо сейчас?

Здесь существовало два пути – улучшить качество самих шахматных программ или улучшить аппаратную часть. Надо сказать, что на протяжении предыдущих лет развития шахматных программ были испробованы оба способа, и оба давали ощутимый выигрыш – сильный код выигрывал у слабого, а переход на быструю машину, по сравнению с медленной, давал существенную прибавку к силе игры. Но улучшение качества кода шахматных программ — это относительно небыстрый процесс, тогда как более мощные компьютеры уже реально существовали. Таким образом, путем привлечения определенных денежных средств, можно было существенно увеличить силу игры программ и, по-видимому, вплотную приблизиться к уровню Каспарова. Большая скорость как раз могла дать искомую прибавку в 300 – 400 пунктов рейтинга, даже несмотря на существование при таком подходе некоторых подводных камней. И пусть компьютер объективно будет чуть-чуть уступать Каспарову в силе, шансы на выигрыш в матче всё равно будут оставаться реальными. А уж вопрос — сильнее компьютер лучшего представителя человечества, или нет, пока не так важен — суть матча в достижении пика, т.е. возможности хоть раз допрыгнуть до самой вершины, коей на тот момент был уровень чемпиона мира среди людей.

Таким образом, реальными шансами справиться с Каспаровым на тот момент обладали лишь большие машины. И такие машины существовали. Потому-то этим вопросом и заинтересовалась IBM. Причём заинтересовалась ещё в конце 80-х.

Выигрыш у чемпиона мира по шахматам, конечно стал бы сенсацией. Особенно при наличии хорошей рекламы. IBM оставалось лишь подобрать команду разработчиков, обладающих подходящим опытом по данному вопросу. И такая команда существовала — это была группа, создавшая шахматную машину Дип Сот. Такой выбор был хорош ещё и тем, что её разработчики делали упор именно на быструю машину, что как раз соответствовало духу самой компании. Впрочем, программная составляющая у создателей Дип Сот тоже была вполне на уровне, иначе бы их не спасло никакое железо.


Команда Дип Блю, слева-направо: Джо Хоэн – софт; гроссмейстер Джоэл Бенджамин – дебют, оценка; Джерри Броуди – техподдержка; Фен Сюн Сю – хард; Си Джей Тан – босс; Мюррей Кэмпбелл – софт, оценка.

Надо сказать, что IBM с самого начала нацелилась на эту команду. Именно громкий успех разработчиков Дип Сот — машины, которая вплотную подошла к границе гроссмейстерской силы игры, и обыграла несколько гроссмейстеров на длинных контролях времени — навёл некоторых людей в компании на мысль о создании электронного чемпиона.

Дип Сот — шахматный компьютер, созданный в конце 80-х группой аспирантов университета Карнеги-Меллон, причем собранный буквально на коленке — «считал шахматы» быстрее многих суперкомпьютеров того времени за счет использования специализированного ASIC-железа. Конечно по современным меркам его скорость — а это около 700 тысяч позиций в секунду — не так уж и велика, и с некоторыми оговорками её можно сравнить со скоростью игры неплохого современного смартфона. Но в то время, Дип Сот намного опережал те же ПК по скорости шахматных расчетов, и до середины 90-х, как правило, легко обыгрывал их. А уж в конце 80-х, он вообще являл собой яркий пример того, какую прибавку в силе игры может дать преимущество в скорости аппаратной части.

Таким образом, на рубеже 1989-90 гг, имея за спиной всю финансовую мощь IBM, команда Дип Сот приступила к разработке шахматного суперкомпьютера Дип Блю. Сила Дип Блю должна была заключаться в специализированных микропроцессорах, объединенных в большую систему параллельных вычислений. Каждый из таких микропроцессоров, даже по отдельности, мог вести шахматные расчеты с невиданной по тем временам скоростью. Когда их изготовили, они смогли перебирать около 2 млн. шахматных позиций в секунду. Что примерно равняется, хотя и с определенными оговорками, скорости игры на одном ядре современных массовых процессоров Intel и AMD.


Одна из плат расширения Дип Блю 1997 года, с шахматными процессорами (их 8 шт.)

Столь высокая скорость, несмотря на старинный техпроцесс производства, была достигнута вследствие высокой специализации интегральных схем. Такие процессоры могли считать шахматы, и только шахматы. Но зато, в отличие от универсальных процессоров, они могли делать это очень быстро. То были ASIC-микросхемы. Управлять же ими был поставлен «дядька» – обычный серийный компьютер IBM RS/6000 SP. Именно его производительность — 11,38 Гфлопс — часто можно встретить, как оценку скорости Дип Блю. Однако эта цифра только вводит в заблуждение, поскольку шахматные расчеты производились в основном на спецпроцессорах, тогда как сервер IBM выполнял лишь предварительный перебор и осуществлял общее руководство процессом. Тем не менее, скорость сервера тоже непосредственно влияла на все расчеты, поскольку при раздаче шахматных позиций спецпроцессорам, головной компьютер оказывался на положении бутылочного горлышка и становился узким местом всей системы.

Между тем время шло, и к 1995 году окончание разработки Дип Блю кажется, уже просматривалось. В IBM решили, что срок настал, и отправили Каспарову вызов на матч. Каспаров, конечно же, поднял брошенную перчатку. Тем более что и предложенный призовой фонд вполне соответствовал – всё-таки 500 тысяч долларов всего за 6 партий.

Каспаров не боялся машин, и с удовольствием играл с ними. К тому времени он уже давно поднял свой рейтинг до рекордных высот, выиграл матч за первенство мира у Ананда и сыграл множество партий с компьютерами. Оставалось лишь сразиться с лучшей из машин. Существовала только одна проблема – играть ему предстояло с суперкомпьютером, который, как и многие другие суперкомпьютеры, существовал лишь в единственном экземпляре. Компьютеры, которыми располагал Каспаров, не могли и сравниться с Дип Блю. Но разработчики Дип Блю, даже при всём желании, не смогли бы перед матчем помочь Каспарову. Создание шахматной машины напоминало аврал. Из-за необходимости доработки спецпроцессоров, их окончательный вариант был получен от поставщиков лишь в самом конце 1995 года. Предстояла общая регулировка и настройка машины. Создатели Дип Блю едва-едва укладывались в сроки, обозначенные в контракте на матч. Но, справедливости ради, даже если бы и оставалось достаточно времени, вряд ли кто-нибудь разрешил бы Каспарову проводить перед матчем разведку в «творческой лаборатории» будущего соперника. Такое не практикуется между людьми. Не предполагалось и здесь.

Несмотря на то, что разработкой шахматного компьютера занимались достаточно большое количество людей, и достаточно долгое время, создание Дип Блю, как это обычно бывает, было закончено в самый последний момент. В результате не осталось времени на качественную дебютную подготовку, и ловлю багов. Но сместить сроки матча было уже нереально.

Матч между Каспаровым и Дип Блю намечалось провести в Филадельфии. Его приурочили к празднованию 50-летия ACM. Тем не менее, сам Дип Блю решили не трогать с места и оставили в Нью-Йорке. Но на всякий случай IBM привезла в Филадельфию пару компьютеров поменьше, чтобы в случае проблем со связью можно было оперативно переключаться на них и хоть как-то вести партию.

Итак, в первых числах февраля 1996 года будущие соперники (а в случае Дип Блю — его создатели), приехали в Филадельфию, чтобы сыграть матч, равного которому ещё не знала история…

Подробнее об устройстве Дип Блю можно почитать в Википедии или статьях разработчиков машины по ссылкам:

Продолжение следует…
@Rom77
карма
17,0
рейтинг 0,0
Самое читаемое

Комментарии (5)

  • +36
    Нехорошо вот так вот рвать на интересном месте.
    Не санта ж барбара!
    • +3
      Материала весьма много, приходится разбивать. Тему противостояния Каспарова с Дип Блю можно условно разделить на три части: техническая информация о суперкомпьютере; собственно, само шахматное противостояние в виде партий, а также многочисленные околоматчевые нюансы, интриги и даже скандалы, неизменно сопровождающие крупные матчи с участием Каспарова. Для одной статьи очень разноплановая информация и получается слишкоммногобукаф. Поэтому, сугубо «компьютерную» тему осветили отдельно, всё остальное — в ближайшее время.
      • +3
        Материала весьма много, приходится разбивать.

        Не знаю, кому как, но мне, например, проще и приятнее прочесть одну статью, чем ждать продолжения, потом еще… и еще… Если нет времени дочитать, всегда же можно сохранить.

        Для одной статьи очень разноплановая информация

        Разве это проблема? Имхо, тема-то одна, так что всё прекрасно сочетается.
        • 0
          Вообще говоря, изначально было в планах написать только про неоднозначный матч 1997 года, состоявшися при кое-каких спорных обстоятельствах, и в пределах одной статьи.

          Подготавливая материал, вспомнилось, что годом раньше была также дуэль из 6-ти партий между теми же соперниками. В 96-м году противостояние Каспарова с Deep Blue было пусть и не столь резонансным и противоречивым как в 1997 году, но это был их первый матч, поэтому о нём тоже рассказать необходимо. Копая ещё глубже, оказалось что всё началось гораздо раньше, в 1989 году, так как Дип Сот и Дип Блю фактически создавала одна и та же команда. А до противостояния с Дип Блю у Каспарова уже были и другие компьютеры, которые выносили его из престижных соревнований. И после матчей 96-97 есть что рассказать…

          В общем ну никак это всё в одну статью не уместишь. Поэтому вместо одной статьи было решено написать серию публикаций. Так что не обессудьте.
          • 0
            Идея о разделении материала весьма и весьма правильная, не нужно смешивать в кучу технику и сам матч.

            Спасибо за очередную интересную статью, надеюсь после завершения цикла вы вытащите на свет божий нечто менее известное, до чего мы, люди не настолько копающие тему, сами бы не додумались добраться:)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.