25 лет как Каспаров Deep Blue проиграл
11 мая 1997 года разработанный компанией IBM шахматный суперкомпьютер Deep Blue выиграл матч из 6 партий у чемпиона мира по шахматам Гарри Каспарова со счётом по очкам 4:2. Путь к этому успеху начался в 1985 году с шахматной машины ChipTest, которая была спроектирована и изготовлена группой аспирантов университета Карнеги-Меллон. В 1987 году авторы ChipTest начали создание следующей шахматной машины — Deep Thought. В 1989 году IBM нанимаются разработчики Deep Thought для создания шахматной машины. В 1995 году разработка шахматного микропроцессора была закончена, и в сентябре того же года, на основе двух шахматных микропроцессоров, была получена первая работоспособная версия Deep Blue.
В течение 1996 года, Фэн Сюн Сю вносит значительные изменения в конструкцию шахматного микропроцессора. В декабре 1996 года, по заказу IBM, сторонними поставщиками начато изготовление новых шахматных процессоров. В начале 1997 года изготовленные процессоры начинают поступать в IBM. Джозеф Хоэн адаптирует программное обеспечение под новые аппаратные возможности машины. Мюррей Кэмпбелл и Джозеф Хоэн активируют и настраивают новые позиционные факторы оценочной функции. Часть факторов выставляется программой автоматической настройки. Джоэл Бенджамин осуществляет игровое тестирование новой версии Deep Blue (сначала на 24-процессорной, а перед матчем на полной, 480-процессорной версии машины). По его замечаниям Джозеф Хоэн и Мюррей Кэмпбелл производят корректировку коэффициентов позиционных факторов в оценочной функции. За несколько месяцев до начала нового матча группа гроссмейстеров в лице Джоэла Бенджамина и подключившихся впоследствии Ника де Фирмиана, Джона Федоровича и Мигеля Ильескаса начинает подготовку дебютной книги Deep Blue. Незадолго до начала матча производится сборка новой машины — Deep Blue II — на основе нового, более производительного сервера IBM. В мае 1997 года Deep Blue II выигрывает матч у Гарри Каспарова со счётом 3½ : 2½.
Deep Blue II представлял собой суперкомпьютерный кластер RS/6000 SP (от англ. Scalable Powerparallel) компании IBM. Он состоял из двух стоек с размещёнными в них 30 узлами, построенными на базе рабочих станций RS/6000. На каждом узле был установлен процессор P2SC (одномикросхемное исполнение процессора POWER2) и две платы расширения с 8 специализированными шахматными процессорами на каждой плате под шину MCA. Таким образом всего использовалось 480 шахматных процессоров и 30 процессоров P2SC. Два узла использовали процессоры P2SC с тактовой частотой 135 МГц, а остальные 28 узлов — процессоры P2SC с тактовой частотой 120 МГц. На каждом узле были установлены 1 ГБ ОЗУ и 4 ГБ дисковой памяти. Узлы обменивались данными между собой по высокоскоростной сети. Один из процессоров P2SC был назначен главным, а остальные — вспомогательными. В свою очередь, каждый специализированный шахматный процессор работал на частоте 24 МГц и перебирал от 2 до 2,5 миллионов шахматных позиций в секунду, что примерно в сто раз больше, чем у аналогичных по частоте универсальных процессоров. Шахматные процессоры были изготовлены по 0,6-микронной КМОП-технологии и содержали около 1,5 миллиона транзисторов каждый. Программное обеспечение Deep Blue II было написано на языке С и работало под управлением операционной системы AIX 4.2.
Структурно Deep Blue состоял из двух частей:
программной части, реализованной на универсальном компьютере и ведущей расчёт на первые несколько ходов глубины; аппаратной части на основе быстрых специализированных шахматных микропроцессоров, дополнительно ускоряющих и углубляющих поиск в ходе дальнейшего расчёта.
Такая структура позволяла, с одной стороны, использовать сложную и относительно просто изменяемую шахматную программу на универсальном компьютере, а с другой стороны, использовать высокую скорость специализированных шахматных микропроцессоров. Для увеличения гибкости аппаратной части машины в конструкцию шахматных микропроцессоров Deep Blue II была опционально добавлена поддержка возможности подключения внешних FPGA, корректирующих аппаратный поиск и оценку. Теоретически, это позволило бы приблизить аппаратный поиск по сложности и гибкости к программному поиску. Из-за нехватки времени к началу матча 1997 года эта возможность не была реализована и потому никогда не использовалась.
Гари Каспаров проиграл 2 таким стойкам.
В Deep Blue процесс поиска по дереву шахматных ходов был разбит на три этапа. Сначала главный процессор исследовал первые уровни дерева шахматной игры, а затем распределял конечные позиции между вспомогательными процессорами для дальнейшего исследования. Вспомогательные процессоры углубляли поиск ещё на несколько ходов, а затем раздавали свои конечные позиции шахматным процессорам, которые, в свою очередь, осуществляли поиск на последних уровнях дерева.
Оценочная функция Deep Blue была реализована на аппаратном уровне (на шахматных процессорах). В конструкцию аппаратной оценочной функции было заложено около 8000 настраиваемых признаков позиции. Значения отдельных признаков объединялись в общую оценку, которая затем использовалась Deep Blue для оценки качества просматриваемых шахматных позиций.
В процессе поиска по дереву шахматных ходов Deep Blue использовал стандартные методы организации перебора, известные в то время: NegaScout (одна из модификаций альфа-бета-отсечений), форсированный вариант, итеративное углубление, таблицы перестановок и др. Использовался также разработанный авторами метод продления единственных ходов (Singular extensions).
Deep Blue II использовал две дебютные книги. Одна из них, подготовленная вручную, использовалась в течение первых нескольких ходов в партии, до начала расчётов. После того, как позиция на доске выходила за рамки первой книги и компьютер начинал расчёт вариантов, подключалась вторая (расширенная) книга, созданная на основе базы данных игр гроссмейстеров. Эта книга, на основании результатов использования рассматриваемой позиции в ранее состоявшихся партиях, вводила некоторую поправку к расчётной оценке позиции. В некоторых случаях, если у одного из возможных ходов поправка была положительной и намного превышала таковую у других ходов, Deep Blue мог сделать ход сразу, без дополнительного перебора.
Общая скорость системы варьировалась в широких пределах, в зависимости от свойств рассматриваемых позиций. В ходе матча 1997 года общая средняя скорость системы составляла 126 миллионов позиций в секунду. Максимальная установившаяся скорость, наблюдавшаяся в матче, составляла 330 миллионов позиций в секунду. Стоимость Deep Blue составила около 10 млн долл США.
В течение 1996 года, Фэн Сюн Сю вносит значительные изменения в конструкцию шахматного микропроцессора. В декабре 1996 года, по заказу IBM, сторонними поставщиками начато изготовление новых шахматных процессоров. В начале 1997 года изготовленные процессоры начинают поступать в IBM. Джозеф Хоэн адаптирует программное обеспечение под новые аппаратные возможности машины. Мюррей Кэмпбелл и Джозеф Хоэн активируют и настраивают новые позиционные факторы оценочной функции. Часть факторов выставляется программой автоматической настройки. Джоэл Бенджамин осуществляет игровое тестирование новой версии Deep Blue (сначала на 24-процессорной, а перед матчем на полной, 480-процессорной версии машины). По его замечаниям Джозеф Хоэн и Мюррей Кэмпбелл производят корректировку коэффициентов позиционных факторов в оценочной функции. За несколько месяцев до начала нового матча группа гроссмейстеров в лице Джоэла Бенджамина и подключившихся впоследствии Ника де Фирмиана, Джона Федоровича и Мигеля Ильескаса начинает подготовку дебютной книги Deep Blue. Незадолго до начала матча производится сборка новой машины — Deep Blue II — на основе нового, более производительного сервера IBM. В мае 1997 года Deep Blue II выигрывает матч у Гарри Каспарова со счётом 3½ : 2½.
Deep Blue II представлял собой суперкомпьютерный кластер RS/6000 SP (от англ. Scalable Powerparallel) компании IBM. Он состоял из двух стоек с размещёнными в них 30 узлами, построенными на базе рабочих станций RS/6000. На каждом узле был установлен процессор P2SC (одномикросхемное исполнение процессора POWER2) и две платы расширения с 8 специализированными шахматными процессорами на каждой плате под шину MCA. Таким образом всего использовалось 480 шахматных процессоров и 30 процессоров P2SC. Два узла использовали процессоры P2SC с тактовой частотой 135 МГц, а остальные 28 узлов — процессоры P2SC с тактовой частотой 120 МГц. На каждом узле были установлены 1 ГБ ОЗУ и 4 ГБ дисковой памяти. Узлы обменивались данными между собой по высокоскоростной сети. Один из процессоров P2SC был назначен главным, а остальные — вспомогательными. В свою очередь, каждый специализированный шахматный процессор работал на частоте 24 МГц и перебирал от 2 до 2,5 миллионов шахматных позиций в секунду, что примерно в сто раз больше, чем у аналогичных по частоте универсальных процессоров. Шахматные процессоры были изготовлены по 0,6-микронной КМОП-технологии и содержали около 1,5 миллиона транзисторов каждый. Программное обеспечение Deep Blue II было написано на языке С и работало под управлением операционной системы AIX 4.2.
Структурно Deep Blue состоял из двух частей:
программной части, реализованной на универсальном компьютере и ведущей расчёт на первые несколько ходов глубины; аппаратной части на основе быстрых специализированных шахматных микропроцессоров, дополнительно ускоряющих и углубляющих поиск в ходе дальнейшего расчёта.
Такая структура позволяла, с одной стороны, использовать сложную и относительно просто изменяемую шахматную программу на универсальном компьютере, а с другой стороны, использовать высокую скорость специализированных шахматных микропроцессоров. Для увеличения гибкости аппаратной части машины в конструкцию шахматных микропроцессоров Deep Blue II была опционально добавлена поддержка возможности подключения внешних FPGA, корректирующих аппаратный поиск и оценку. Теоретически, это позволило бы приблизить аппаратный поиск по сложности и гибкости к программному поиску. Из-за нехватки времени к началу матча 1997 года эта возможность не была реализована и потому никогда не использовалась.
Гари Каспаров проиграл 2 таким стойкам.
В Deep Blue процесс поиска по дереву шахматных ходов был разбит на три этапа. Сначала главный процессор исследовал первые уровни дерева шахматной игры, а затем распределял конечные позиции между вспомогательными процессорами для дальнейшего исследования. Вспомогательные процессоры углубляли поиск ещё на несколько ходов, а затем раздавали свои конечные позиции шахматным процессорам, которые, в свою очередь, осуществляли поиск на последних уровнях дерева.
Оценочная функция Deep Blue была реализована на аппаратном уровне (на шахматных процессорах). В конструкцию аппаратной оценочной функции было заложено около 8000 настраиваемых признаков позиции. Значения отдельных признаков объединялись в общую оценку, которая затем использовалась Deep Blue для оценки качества просматриваемых шахматных позиций.
В процессе поиска по дереву шахматных ходов Deep Blue использовал стандартные методы организации перебора, известные в то время: NegaScout (одна из модификаций альфа-бета-отсечений), форсированный вариант, итеративное углубление, таблицы перестановок и др. Использовался также разработанный авторами метод продления единственных ходов (Singular extensions).
Deep Blue II использовал две дебютные книги. Одна из них, подготовленная вручную, использовалась в течение первых нескольких ходов в партии, до начала расчётов. После того, как позиция на доске выходила за рамки первой книги и компьютер начинал расчёт вариантов, подключалась вторая (расширенная) книга, созданная на основе базы данных игр гроссмейстеров. Эта книга, на основании результатов использования рассматриваемой позиции в ранее состоявшихся партиях, вводила некоторую поправку к расчётной оценке позиции. В некоторых случаях, если у одного из возможных ходов поправка была положительной и намного превышала таковую у других ходов, Deep Blue мог сделать ход сразу, без дополнительного перебора.
Общая скорость системы варьировалась в широких пределах, в зависимости от свойств рассматриваемых позиций. В ходе матча 1997 года общая средняя скорость системы составляла 126 миллионов позиций в секунду. Максимальная установившаяся скорость, наблюдавшаяся в матче, составляла 330 миллионов позиций в секунду. Стоимость Deep Blue составила около 10 млн долл США.