Deep Blue este un supercomputer de șah [1] [2] dezvoltat de IBM care a câștigat un meci de 6 jocuri împotriva campionului mondial de șah Garry Kasparov pe 11 mai 1997 .
Denumirea „Deep Blue” (literal – „dark blue” sau, în traducere literară, „deep sadness”) combină numele proiectului „ Deep Thought ” (lit. - „deep thought”) și porecla dată IBM: „Big Blue” (tradus în rusă ca „Blue Giant”).
Predecesorul direct al lui Deep Blue a fost motorul de șah Deep Thought [3] , care, la rândul său, se baza pe motorul de șah ChipTest [4] .
Mașina de șah ChipTest a fost proiectată și construită de un grup de studenți absolvenți de la Universitatea Carnegie Mellon . Inițiatorul aparatului ChipTest a fost Feng Xiong Xiu, care a lucrat la el ca parte a proiectului său de disertație pentru un doctorat în informatică. Teza a fost dedicată dezvoltării VLSI de șah specializat . Ulterior, aceste VLSI au fost folosite ca parte a hardware-ului mașinilor de șah ChipTest și Deep Thought. Ulterior, doctoranzii Thomas Anansaraman (programare) și Murray Campbell (programare, șah) s-au alăturat proiectului. De asemenea, Andreas Novatchuk, Michael Brown, Peter Jansen și alții au contribuit semnificativ la implementarea proiectelor ChipTest și Deep Thought.
În procesul de alegere a unei mișcări, ChipTest a folosit în principal metodele tipice de căutare a arborelui de șah utilizate în majoritatea programelor de șah - un algoritm de căutare minimax cu tăiere alfa-beta și o funcție de evaluare care a evaluat pozițiile finale. Un principiu similar de funcționare a fost folosit ulterior de Deep Thought și Deep Blue [1] .
Dezvoltarea ChipTest a început în 1985. Proiectul a fost finanțat prin cheltuielile pentru disertație ale lui Feng Xiong Xu. Până la sfârșitul anului 1986, ChipTest era în mare parte finalizat. În 1987, ChipTest câștigă cel de-al 18-lea Campionat de șah computerizat din America de Nord . Cu puțin timp înainte de aceasta, autorii ChipTest au început să creeze următoarea mașină de șah - Deep Thought.
În Deep Thought, funcția de evaluare a devenit mai complexă și a luat în considerare mai mulți factori poziționali. Pentru unii factori, acordarea automată a fost folosită pentru prima dată [5] . Funcția de evaluare hardware a fost mutată în FPGA . Numărul de procesoare de șah specializate a fost crescut mai întâi la 2, iar mai târziu la 24 (în Deep Thought II). Deep Thought a fost finalizat în mare parte în 1988.
În 1988, Deep Thought a participat la un turneu de șah desfășurat la Long Beach (SUA), unde a împărțit locul întâi și al doilea cu marele maestru Anthony Miles. În turneu, el a fost înaintea mai multor mari maeștri, inclusiv fostul campion mondial Mikhail Tal .
În 1989, Deep Thought a câștigat al șaselea Campionat Mondial de șah pe computer, organizat în Edmonton , Canada.
În 1989-90, Deep Thought a pierdut în fața a doi dintre cei mai puternici jucători de șah din lume la acel moment, mai întâi cu Garry Kasparov într-un meci cu scorul de 0: 2, iar apoi cu Anatoly Karpov cu 0: 1. Până la acest moment, Evaluarea lui Deep Thought a atins nivelul de 2552 de puncte [6] pe scara USCF . În competiții, Deep Thought a jucat în diverse configurații - numărul de procesoare de șah a variat de la două la șase, iar viteza totală de căutare de la 700 de mii la 2 milioane de poziții de șah pe secundă [7] . Stațiile de lucru ale Universității Carnegie Mellon au fost folosite ca mașină gazdă, la care erau conectate procesoare externe de șah. În special, în jocurile cu Kasparov, au fost folosite trei stații de lucru Sun-4 conectate printr-o rețea și 6 procesoare de șah.
În 1989, IBM a decis să înceapă un proiect de creare a unei mașini de șah, pentru care au fost angajați dezvoltatorii Deep Thought [8] . În perioada 1989-1990, când au absolvit universitatea, Thomas Anansaraman, Feng Xiong Xu și Murray Campbell au plecat să lucreze la IBM. Feng Xiong Xu începe dezvoltarea unui microprocesor de șah specializat care se potrivește în întregime pe un singur cip de siliciu, care ar trebui să fie folosit ca bază pentru o nouă mașină de șah - Deep Blue.
În 1991-92, a fost finalizată crearea mașinii Deep Thought II, care este o versiune îmbunătățită a Deep Thought, cu procesoare de șah suplimentare. Thomas Anansaraman părăsește proiectul. Locul lui este luat de un angajat IBM, Joseph Hoen.
În 1995, dezvoltarea unui microprocesor de șah a fost finalizată. În septembrie același an, pe baza a două microprocesoare de șah, a fost obținută prima versiune funcțională a Deep Blue I [9] . IBM Corporation îl angajează pe marele maestru Joel Benjamin pentru a lucra la antrenamentul de șah al lui Deep Blue I. În februarie 1996, la Philadelphia, Deep Blue I pierde un meci în fața lui Garry Kasparov cu scorul de 2: 4.
După meci, în 1996, Feng Xiong Xiu face schimbări semnificative în designul microprocesorului de șah. În decembrie 1996, la ordinul IBM, furnizorii terți au început să producă noi procesoare de șah. La începutul anului 1997, procesoarele fabricate încep să sosească la IBM. Joseph Hoen adaptează software-ul la noile capabilități hardware ale mașinii. Murray Campbell și Joseph Hoen activează și reglează noii factori de poziție ai funcției de scor. Unii dintre factori sunt stabiliți de programul de reglare automată [10] . Joel Benjamin joacă la testarea unei noi versiuni de Deep Blue (mai întâi pe o mașină cu 24 de procesoare, iar înainte de meci pe o versiune completă a mașinii cu 480 de procesoare). Conform observațiilor sale, Joseph Hoen și Murray Campbell fac ajustări la coeficienții factorilor de poziție în funcția de scor. Cu câteva luni înainte de începerea unui nou meci, un grup de mari maeștri reprezentați de Joel Benjamin și alăturați ulterior de Nick de Firmian , John Fedorovich și Miguel Illescas încep să pregătească cartea de debut a lui Deep Blue. Cu puțin timp înainte de începerea meciului, o nouă mașină este în curs de asamblare - Deep Blue II - bazată pe un server IBM nou, mai productiv [11] . În mai 1997, Deep Blue II l-a învins pe Garry Kasparov cu 3½:2½.
| Nu. | Participant | unu | 2 | 3 | patru | 5 | 6 | + | − | = | Ochelari | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| unu | Kasparov, Harry | 0 | unu | ½ | ½ | unu | unu | 3 | unu | 2 | patru | |
| 2 | albastru inchis | unu | 0 | ½ | ½ | 0 | 0 | unu | 3 | 2 | 2 |
| Nu. | Participant | unu | 2 | 3 | patru | 5 | 6 | + | − | = | Ochelari | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| unu | Kasparov, Harry | unu | 0 | ½ | ½ | ½ | 0 | unu | 2 | 3 | 2½ | |
| 2 | albastru inchis | 0 | unu | ½ | ½ | ½ | unu | 2 | unu | 3 | 3½ |
Deep Blue II a fost un cluster de supercomputere RS / 6000 SP (din engleza Scalable Powerparallel ) de la IBM . Acesta a constat din două rafturi cu 30 de noduri plasate în ele, construite pe baza stațiilor de lucru RS/6000 . Fiecare nod a fost echipat cu un procesor P2SC (o versiune cu un singur cip a procesorului POWER2 ) și două plăci de expansiune [13] cu 8 procesoare de șah specializate pe fiecare placă pentru magistrala MCA . Astfel, au fost utilizate în total 480 [11] procesoare de șah și 30 de procesoare P2SC . Două noduri au folosit procesoare P2SC tactate la 135 MHz, în timp ce celelalte 28 de noduri au folosit procesoare P2SC tactate la 120 MHz. Fiecare nod a fost instalat cu 1 GB de RAM și 4 GB de stocare pe disc. Nodurile au schimbat date între ele printr-o rețea de mare viteză. Unul dintre procesoarele P2SC a fost desemnat drept principal, iar restul ca auxiliare. La rândul său, fiecare procesor de șah specializat a funcționat la o frecvență de 24 MHz [14] și a sortat de la 2 la 2,5 milioane de poziții de șah pe secundă, ceea ce este de aproximativ o sută de ori mai mult decât cel al procesoarelor universale de frecvență similară [2] . Procesoarele de șah au fost fabricate folosind tehnologia CMOS de 0,6 microni și au conținut aproximativ 1,5 milioane de tranzistori fiecare [15] . Software-ul Deep Blue II a fost scris în C și a rulat pe sistemul de operare AIX 4.2 [1] [16] .
Din punct de vedere structural, Deep Blue a fost format din două părți:
O astfel de structură a făcut posibilă, pe de o parte, utilizarea unui program de șah complex și relativ ușor de modificat pe un computer universal și, pe de altă parte, utilizarea vitezei mari a microprocesoarelor de șah specializate. Pentru a crește flexibilitatea hardware-ului mașinii, la designul microprocesoarelor de șah Deep Blue II a fost adăugat opțional suportul pentru capacitatea de a conecta FPGA -uri externe care corectează căutarea și evaluarea hardware -ului. Teoretic, acest lucru ar aduce căutarea hardware mai aproape în complexitate și flexibilitate de căutarea software. Din cauza lipsei de timp înainte de începerea meciului din 1997, această caracteristică nu a fost implementată și, prin urmare, nu a fost niciodată folosită [17] .
În Deep Blue, procesul de căutare prin arborele mutărilor de șah a fost împărțit în trei etape. Mai întâi, procesorul principal a explorat primele niveluri ale arborelui jocului de șah și apoi a distribuit pozițiile finale între procesoarele auxiliare pentru o explorare ulterioară. Procesoarele auxiliare au adâncit căutarea pentru încă câteva mișcări, iar apoi și-au distribuit pozițiile finale către procesoarele de șah, care, la rândul lor, au căutat ultimele niveluri ale arborelui [1] .
Funcția de evaluare Deep Blue a fost implementată la nivel hardware (pe procesoarele de șah). Aproximativ 8.000 de caracteristici de poziție personalizabile au fost incluse în designul funcției de evaluare hardware. Valorile caracteristicilor individuale au fost combinate într-un scor general, care a fost apoi folosit de Deep Blue pentru a evalua calitatea pozițiilor de șah vizualizate.
În procesul de căutare prin arborele mutărilor de șah, Deep Blue a folosit metode standard de forță brută cunoscute la acea vreme: NegaScout (una dintre modificările tăierilor alfa-beta), variantă forțată, adâncire iterativă, tabele de permutare etc. [18] ] [19] S-a folosit și metoda de extindere a singurelor mișcări (extensii singulare) dezvoltată de autori.
Deep Blue II a folosit două cărți de deschidere . Una dintre ele, pregătită manual, a fost folosită în timpul primelor mișcări din joc, înainte de a începe calculele. După ce poziția de pe tablă a depășit sfera primei cărți și computerul a început să calculeze variațiile, a fost conectată a doua carte (extinsă), creată pe baza unei baze de date a jocurilor Grandmaster. Această carte, bazată pe rezultatele utilizării poziției în cauză în jocurile anterioare, a introdus o anumită corecție la estimarea poziției calculate. În unele cazuri, dacă una dintre mișcările posibile avea o corecție pozitivă și era mult mai mare decât cea a altor mișcări, Deep Blue putea face o mișcare imediat, fără enumerare suplimentară [20] .
Viteza generală a sistemului a variat foarte mult, în funcție de proprietățile pozițiilor luate în considerare. În timpul meciului din 1997, viteza medie generală a sistemului a fost de 126 de milioane de poziții pe secundă. Viteza maximă la starea de echilibru observată în meci a fost de 330 de milioane de poziții pe secundă [1] . Costul Deep Blue a fost de aproximativ 10 milioane de dolari SUA [21] .
Primul meci Deep Blue cu Kasparov a avut loc la Philadelphia (SUA) în perioada 10-17 februarie 1996. Fondul de premii al meciului a fost de 500.000 de dolari, din care 400.000 de dolari au revenit câștigătorului și 100.000 de dolari pentru învins. Meciul a avut loc la Philadelphia Convention Center și a constat din 6 jocuri. Meciul a fost organizat de ACM .
La momentul meciului, Deep Blue însuși se afla într-un laborator IBM din Yorktown Heights, New York. Comunicarea cu el a fost realizată prin acces la distanță prin rețea. În cazul unor probleme de comunicare, două mașini de rezervă mai mici au fost amplasate la locul de desfășurare din Philadelphia. Funcțiile operatorului de mașină au fost îndeplinite de Feng Xiong Xu. Uneori, dacă jocul a durat suficient de mult, Murray Campbell și Joseph Hoen preiau conducerea.
În primul joc, după mai multe mișcări inexacte ale lui Kasparov, Deep Blue, profitând de slăbiciunile rezultate în poziția adversarului, și-a mărit treptat avantajul. La sfârșitul jocului, încercând să opună măcar ceva jocului computerului, Kasparov a lansat un atac direct asupra regelui Deep Blue-ului. Deep Blue a respins atacul și a câștigat jocul, devenind astfel primul computer care l-a învins pe cel mai puternic jucător de șah din lume într-un joc clasic de control al timpului.
Al doilea joc al meciului a fost câștigat de Kasparov.
După remize în reprizele a treia și a patra, meciul a rămas egal, 2: 2.
La mijlocul celui de-al cincilea joc, într-o poziție aproximativ egală, Kasparov a oferit o egalitate lui Deep Blue. Întrucât operatorul (în acest joc era Feng Xiong Xiu) nu avea suficiente calificări de șah pentru a lua astfel de decizii, oferta a fost înaintată marelui maestru Benjamin, care a decis să o respingă. În următoarele câteva mișcări, Deep Blue a făcut o serie de greșeli grave și a câștigat rapid o poziție pierzătoare. Dându-și seama de avantajul primit, Kasparov a adus jocul la victorie.
În al șaselea joc, printr-o serie de manevre, ale căror consecințe nu au fost evidente pentru computer și nu au afectat imediat, precum și cu ajutorul unor schimburi profitabile, Kasparov a limitat treptat mobilitatea pieselor lui Deep Blue, împingându-le înapoi. în tabăra lui și forțându-i să ia o poziție extrem de înghesuită. Drept urmare, până la sfârșitul jocului, piesele Deep Blue au fost presate până la ultima orizontală și practic nu se puteau mișca. Punând mașina într-o situație aproape totală de zugzwang , Kasparov l-a forțat pe operatorul lui Deep Blue să predea jocul și, odată cu acesta, meciul.
Scorul final al meciului este 4:2 în favoarea lui Kasparov.
După meci, Garry Kasparov a vizitat centrul de cercetare IBM, unde, împreună cu dezvoltatorii, a analizat câteva mișcări din meciul recent care l-au interesat [22] [23] pe Deep Blue .
Al doilea meci a avut loc la New York în perioada 3-11 mai 1997 și a constat în 6 meciuri. Fondul de premiere al meciului a fost de 1.100.000 USD, din care 700.000 USD au revenit câștigătorului și 400.000 USD învinsului. Jocurile au avut loc la etajul 35 al zgârie-norilor Equitable Building . În zona de joc au fost alocate o zonă de joc, zona de recreere a lui Kasparov și mai multe locuri pentru spectatori, printre care au putut participa doar oficialii de meci și invitații (reprezentanți ai IBM , echipele lui Kasparov, ACM etc.). Deep Blue a fost transportat din laboratorul IBM și plasat la același etaj, într-o cameră separată.
Funcțiile operatorului mașinii au fost îndeplinite alternativ de dezvoltatorii Deep Blue, înlocuindu-se reciproc după fiecare joc. Arbitrul meciului a fost Carol Jarecki, care arbitrase deja meciul dintre Kasparov și Anand din 1995. Comisia de apel a meciului a fost formată din Ken Thompson , Michael Valvo și reprezentantul ACM, Monty Newborn. Ken Thompson a supravegheat funcționarea Deep Blue din sala de operație a aparatului [24] . Un centru de presă a fost înființat la etajul 49 al clădirii Equitable. Ulterior, din cauza capacității reduse, a fost mutat într-o altă cameră, la etajul 50. La unul dintre etajele subterane ale clădirii se afla un auditorium cu 480 de locuri.
Primul joc al meciului s-a încheiat cu victoria lui Kasparov.
În al doilea joc, încercând să creeze o poziție închisă pe tablă, Kasparov și-a slăbit poziția [26] și a fost nevoit să joace o apărare dificilă de cele mai multe ori. La sfârșitul jocului, nevăzând nicio modalitate de a salva poziția, Kasparov și-a dat demisia. În aceeași seară, analizând un număr de experți și pasionați de șah, s-a dovedit că, în cele din urmă, Kasparov a ratat o șansă reală de a aduce jocul la egalitate.
În al treilea și al patrulea joc, Kasparov a luat avantajul la ieșirea din deschidere , dar Deep Blue a găsit de fiecare dată o apărare exactă, în urma căreia ambele jocuri s-au încheiat la egalitate.
La o conferință de presă după cea de-a treia tranșă, Kasparov a criticat aspru IBM. El a declarat că nu înțelege principiul alegerii mașinii unor mișcări în al doilea joc, și-a exprimat îndoiala că aceste mișcări ar putea fi făcute de mașină și a cerut să explice de ce mașina a luat anumite decizii [27] [28] [29 ] ] .
La sfârșitul celui de-al cincilea joc, într-o poziție aparent pierdută [30] pentru Deep Blue , computerul a inițiat o verificare perpetuă cu o serie de mișcări precise, și astfel s-a fixat un egal. După meci, Kasparov a cerut ca fișierele de jurnal Deep Blue din jocul al cincilea și din jocul precedent să fie tipărite, plasate în plicuri, sigilate și depuse la arbitrul meciului. IBM a respectat aceste cerințe [31] [32] .
În al șaselea și ultimul joc, după ce a jucat fără succes deschiderea , Kasparov a obținut o poziție proastă și a pierdut rapid. Ultimul joc a durat doar 19 mutări.
Scorul final al meciului este 3½ : 2½ în favoarea lui Deep Blue.
După meci, Kasparov a făcut pretenții împotriva IBM, acuzând-o că a creat o tensiune nesănătoasă în jurul meciului, condiții inegale și joc neloial. Kasparov a cerut, de asemenea, ca IBM să organizeze un nou meci în condițiile stabilite de el [33] [34] [35] [36] .
După meci, Kasparov a primit imprimări ale fișierelor jurnal pentru mișcările individuale (solicitate de el) [35] [37] . Ulterior, IBM a postat fișierele jurnal Deep Blue pe site-ul său web în domeniul public [38] .
După meciul cu Kasparov, Deep Blue nu a mai jucat niciodată șah în public în versiunea sa full-size [39] (dar a jucat mai multe jocuri de expoziție într-o versiune trunchiată, ca parte a turneului de după meci [40] [41] ). Din 2011, un suport Deep Blue este păstrat la Muzeul de Istorie a Calculatoarelor din California, al doilea la Muzeul Național de Istorie Americană din Washington. Majoritatea tablelor de șah sunt păstrate la IBM Research [42] .
În 2003 a fost lansat filmul Game Over: Kasparov and the Machine, dedicat meciurilor lui Kasparov cu Deep Blue. Filmul a susținut în general punctul de vedere al lui Kasparov în disputa sa cu IBM [43] .
În 2010, a fost lansat al treilea album de studio al trupei canadiane Arcade Fire The Suburbs , a cărui piesă a douăsprezecea se numește „Deep Blue”. Versurile piesei includ versul „Kasparov, Deep Blue, 1996”, subliniind, având în vedere numele „literar” al computerului „deep sadness”, mesajul general al piesei este declinul creativității umane și al potențialului într-o lume din ce în ce mai mecanizată, și deplânge modul în care tehnologia ne pune stăpânire pe viața.
În 2013, la Manchester și New York au avut loc spectacole de teatru ale piesei lui Matthew Charman „The Machine”, dedicată meciurilor lui Kasparov cu Deep Blue. În același an, Disney a achiziționat drepturile de film ale piesei .
Înfrângerea lui Kasparov a inspirat crearea jocului Arimaa , care se dorea a fi mai dificil pentru inteligența artificială [45] .
| International Business Machine Corporation | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Echipamente |
| ||||
| Software | |||||
| Consultanta si servicii IT |
| ||||
| Consiliu de Administratie | |||||
| Vezi si |
| ||||
| Şah | |
|---|---|
| Articole principale | |
| Inventarul de șah | |
| regulile de șah | |
| Glosar de termeni | |
| Tactici de șah | |
| Strategia de șah | |
| debutează | |
| Finalul jocului | |
| Site-uri de șah |
|
| Programe de șah | |