Каспаров против Deep Blue. Часть I: черный ящик

Продолжаю серию материалов о противостоянии Гарри Каспарова с компьютерами, начатую valemak ^[1]. Его статьи, открывающие тему, можно почитать здесь ^[2] и здесь ^[3].

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 ^[4]-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 ^[4]-микросхемы. Управлять же ими был поставлен «дядька» – обычный серийный компьютер IBM RS/6000 SP ^[5]. 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 ^[6]. 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 ^[7] или статьях разработчиков машины по ссылкам:

• Шахматные процессоры (англ.) ^[8]
• Общее описание Дип Блю (англ.) ^[9]

Продолжение следует…

Автор: Rom77

Источник ^[10]