جيف دين: البنية التحتية تحت شريط بحث الجميع

هناك نوع من نكات الإنترنت مبني بالكامل حول مهندس واحد في جوجل (Google)، على غرار حقائق تشاك نوريس (Chuck Norris): كود جيف دين لا يحتوي على أخطاء، بل يحتوي على ميزات؛ ويقال إنه عندما تعطلت خوادم الفهرسة في عام 2002، قام جيف دين بالرد على استعلامات بحث المستخدمين يدوياً لمدة ساعتين، وارتفعت درجات التقييم بخمس نقاط. توجد هذه النكتة لأن الادعاء الأساسي - بأن جزءاً ضخماً من البنية التحتية التي تشغل جوجل، وبالتالي جزءاً ضخماً من الإنترنت الحديث، قد مر عبر يدي مهندس واحد - ليس مبالغة في الواقع.

من هاواي إلى المدن التوأم

وُلد جيفري أدغيت دين (Jeffrey Adgate Dean) في 23 يوليو 1968 في هاواي، وهو ابن باحث في أمراض المناطق الحارة وعالمة في الأنثروبولوجيا الطبية، مما أدى إلى تنقل العائلة بشكل متكرر بسبب عملهما؛ التحق بالمدرسة في المدن التوأم، مينيسوتا، من الصف الخامس حتى العاشر. حصل على بكالوريوس العلوم بمرتبة الشرف الأولى (summa cum laude) من جامعة مينيسوتا في عام 1990، بتخصص مزدوج في علوم الحاسوب والاقتصاد، وكتب أطروحة البكالوريوس عن الشبكات العصبية باستخدام لغة C تحت إشراف فيبين كومار (Vipin Kumar) - وهي لمحة مبكرة بشكل لافت للنظر عن التكنولوجيا التي سيقضي مسيرته المهنية اللاحقة في بنائها على نطاق واسع. التقى بزوجته المستقبلية، هايدي هوبر (Heidi Hopper)، خلال سنته الأولى؛ وتخرج كلاهما في عام 1990. قبل الدراسات العليا، عمل في البرنامج العالمي لمكافحة الإيدز التابع لمنظمة الصحة العالمية (World Health Organization)، حيث كتب برمجيات نمذجة إحصائية للتنبؤ بانتشار جائحة فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز - وهو عمل برمجي تطبيقي وذو عواقب وخيمة بدلاً من أن يكون مجرد مسار أكاديمي. ثم أكمل درجة الدكتوراه في علوم الحاسوب في جامعة واشنطن (University of Washington) في عام 1996 تحت إشراف كريج تشامبرز (Craig Chambers)، حول تقنيات تحسين البرامج الكاملة للغات البرمجة كائنية التوجه، قبل الانضمام إلى مختبر الأبحاث الغربي التابع لشركة DEC/كومباك (Compaq) للعمل على أدوات التوصيف وهندسة المعالجات الدقيقة - حيث بدأ شراكة عمل طويلة مع سانجاي غيماوات (Sanjay Ghemawat) ستحدد الربع القادم من القرن.

الموظف رقم ثلاثين

انضم دين إلى جوجل في منتصف عام 1999، ليكون الموظف الثلاثين في الشركة، بعد فترة قصيرة في شركة mySimon الناشئة لمقارنة التسوق حيث كان يبني أنظمة زحف ويب موزعة. في جوجل، أصبح هو وغيماوات، بحلول عام 2018، الزميلين الوحيدين (Senior Fellows) في الشركة - وهو أعلى رتبة تقنية فيها - وهو اقتران كان مثمراً لدرجة أن جزءاً كبيراً من البنية التحتية الأساسية لجوجل يحمل اسميهما في وثائق التصميم الخاصة بهما. قاما معاً بقيادة التصميم الأصلي لـ "بروتوكول بافرز" (Protocol Buffers)، وهو تنسيق تسلسل البيانات المحايد للغة والمنصة الخاص بجوجل، والذي لا يزال قيد الاستخدام العالمي تقريباً عبر أنظمة الشركة ومقبولاً على نطاق واسع خارجها.

ماب ريديوس، بيغ تايبل، سبانر

جاء عملهما المشترك الأكثر أهمية بعد ذلك. "ماب ريديوس" (MapReduce)، الذي صممه ونفذه دين وغيماوات، هو نموذج برمجي سمح للمهندسين العاديين بمعالجة وتوليد مجموعات بيانات ضخمة عبر آلاف الأجهزة السلعية دون الحاجة إلى أن يصبحوا خبراء في الأنظمة الموزعة بأنفسهم - وقد أصبح أساسياً لكيفية حساب جوجل على نطاق واسع وألهم بشكل مباشر نظام "أباتشي هادوب" (Apache Hadoop) البيئي مفتوح المصدر الذي بنى عليه الكثير من بقية الصناعة لاحقاً. حل "بيغ تايبل" (Bigtable)، الذي صُمم بالاشتراك مع غيماوات، وفاي تشانغ (Fay Chang)، ومايك بوروز (Mike Burrows)، مشكلة التخزين المتوازي: نظام شبه مهيكل قادر على الاحتفاظ ببيانات بمقياس بيتابايت عبر مليارات الصفوف مع الاستمرار في تقديم الاستعلامات بزمن انتقال منخفض، مدمج مباشرة مع "ماب ريديوس". قام "سبانر" (Spanner) بتوسيع هذا التفكير بشكل أكبر، ليصبح قاعدة بيانات موزعة عالمياً وقابلة للتوسع أفقياً قادرة على نسخ البيانات بشكل متزامن عبر مراكز البيانات في قارات مختلفة مع ضمان الاتساق القوي - وهي مشكلة كانت تعتبر لفترة طويلة شبه مستحيلة الحل على هذا النطاق. كما أصدر دين وغيماوات "ليفل دي بي" (LevelDB) في 2011، وهو مخزن مفتاح-قيمة قابل للتضمين يستند إلى مبادئ تصميم "بيغ تايبل"، والذي أصبح فيما بعد الواجهة الخلفية للتخزين لمتصفح "كروم" (IndexedDB) و، بشكل ملحوظ، لـ "بيتكوين كور" (Bitcoin Core).

التحول نحو الشبكات العصبية

في عام 2011، انتقل دين إلى مختبر جوجل X للتحقيق في الشبكات العصبية العميقة، وأنتج ما أصبح يُعرف بـ "ورقة خلايا القطط العصبية" - وهي شبكة اعتقاد عميقة واسعة النطاق تم تدريبها بدون إشراف على إطارات فيديو يوتيوب، والتي تعلمت بشكل مستقل التعرف على مفهوم القط. أصبح ذلك المشروع العمل التأسيسي لـ "جوجل برين" (Google Brain)، الذي قاده دين من عام 2012 فصاعداً. تمت إعادة هيكلة نظام التدريب الداخلي لفريقه، "ديست بيليف" (DistBelief)، في النهاية إلى "تنسرفلو" (TensorFlow)، وهو إطار عمل التعلم الآلي مفتوح المصدر الذي ساعد دين في تصميمه وتنفيذه في البداية، والذي ظل لسنوات الأداة المهيمنة في أبحاث التعلم العميق قبل صعود "باي تورش" (PyTorch) لاحقاً. كما عمل على "باث ويز" (Pathways)، وهو نظام موزع غير متزامن لتدريب الشبكات العصبية، استُخدم في تطوير نموذج اللغة الكبير PaLM. في أبريل 2018، تم تعيينه رئيساً لجهود الذكاء الاصطناعي في جوجل، وبعد دمج "جوجل برين" مع "ديب مايند" (DeepMind) لتشكيل "جوجل ديب مايند" (Google DeepMind) في عام 2023، أصبح كبير العلماء في جوجل - ويقال إنه اقترح اسم "جيمناي" (Gemini) لنظام الذكاء الاصطناعي الرئيسي للشركة، "لأنه يشبه توأماً يجتمعان معاً".

ليس بدون جدل

لم تكن قيادة دين خالية من التدقيق. في ديسمبر 2020، بعد أن أنهت جوجل خدمة باحثة أخلاقيات الذكاء الاصطناعي تيمنيت جبرو (Timnit Gebru) بسبب ورقة بحثية غير منشورة تدرس مخاطر نماذج اللغة الكبيرة، أرسل دين مذكرة للموظفين تقر بأن الحلقة "أظهرت قضايا كبيرة ومهمة" حول ثقافة البحث والشمول؛ وعندما تم طرد باحثة أخلاقيات ثانية، مارغريت ميتشل (Margaret Mitchell)، بعد أشهر، كتب داخلياً أن جوجل "كان بإمكانها ويجب عليها التعامل مع هذا الموقف بحساسية أكبر". بشكل منفصل، كان دين مؤلفاً رئيسياً في ورقة بحثية في مجلة "نيتشر" (Nature) لعام 2021 تدعي أن التعلم التعزيزي يمكن أن يتفوق على البشر في تخطيط رقائق الحاسوب؛ تم إنهاء خدمة مهندس في جوجل تحدى النتائج علناً، ورفع لاحقاً دعوى قضائية، مسمياً دين، ووجد باحثون أكاديميون مستقلون لاحقاً أن طرقاً أبسط - التلدين المحاكي وبرامج التصميم التجارية القياسية - تطابق أو تتفوق على النتائج التي ادعتها الورقة في المعايير العامة، مع مقالة تمت مراجعتها من قبل الأقران في "اتصالات جمعية آلات الحوسبة" (Communications of the ACM) تصف "ممارسات بحثية مشكوك فيها" في العمل.

لماذا يُدعى جيف بالعبقري

الحجة لعبقرية دين موثقة بشكل جيد بشكل غير عادي بمعايير هندسة البرمجيات، لأن الكثير مما بناه لا يزال يحمل العبء مباشرة تحت الخدمات التي يستخدمها المليارات يومياً - البحث، الخرائط (Maps)، الترجمة (Translate)، كروم (Chrome)، والجيل الحالي من نماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة تعمل جميعها فوق أنظمة صممها شخصياً أو شارك في تصميمها. ميم "حقائق جيف دين" هو فولكلور، لكنه نبع من شهادة أقران حقيقية داخل جوجل بأن إنتاجه ونطاقه التقني كانا استثنائيين حتى بين شركة مليئة بالمهندسين النخبة؛ انتخابه كزميل في جمعية آلات الحوسبة (ACM)، وجائزة ACM للحوسبة لعام 2012، وميدالية IEEE جون فون نيومان لعام 2021 هي النسخة الرسمية من هذا الحكم في هذا المجال. التعقيد الصادق هو أن الدور الأكثر وضوحاً لدين مؤخراً كان إدارياً واستراتيجياً بدلاً من أن يكون تقنياً بحتاً - قيادة منظمة الذكاء الاصطناعي في جوجل خلال فترة، كان طرد جبرو وجدل تصميم الرقائق من بينها، حيث استدعت ردود أفعاله انتقادات حقيقية لعدم كفاية الصراحة والرقابة، تذكيراً بأن البراعة الهندسية والقيادة التنظيمية ليستا نفس المهارة ولا يتم ممارستهما دائماً بنفس الدقة.

الإرث

أعادت شراكة دين وغيماوات التقنية صياغة كيفية تفكير الصناعة بأكملها حول الحوسبة الموزعة، ولا تزال سلالة "ماب ريديوس" موجودة في البنية التحتية للبيانات إلى ما بعد جوجل. وإلى جانب زوجته، هايدي هوبر، وجه ملايين الدولارات من خلال مؤسسة "هوبر-دين" (Hopper-Dean Foundation) نحو مبادرات التنوع في علوم الحاسوب في جامعات بما في ذلك معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، وستانفورد، وبيركلي، مما يوسع تأثيره من مزارع خوادم جوجل إلى خط أنابيب المهندسين الذين سيبنون كل ما يأتي بعدهم.