พร้อมแล้ว ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ Exascale ที่จะมาเปลี่ยนโลก

HPE Exascale supercomputing will change the world

HPE เฉลิมฉลองวัน Exascale ด้วยการเปิดตัวซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier ซึ่งเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และประสิทธิภาพในช่วงเริ่มต้นสำหรับยุคใหม่

ในบทความนี้

วันเฉลิมฉลองครบรอบหนึ่งปีของ Exascale กับความสำเร็จอันยิ่งใหญ่และเหล่าคณะที่อยู่เบื้องหลังการคำนวณ Exascale
Exascale ถูกนำมาใช้โดย Frontier ซึ่งเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ exascale เครื่องแรกและเร็วที่สุดในโลกสำหรับห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ
Exascale จะเปิดศักราชใหม่ของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ ปัญญาประดิษฐ์ และการทดสอบเบื้องต้นสำหรับแอปพลิเคชันควอนตัม

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีความสำคัญต่อนวัตกรรมระดับโลก ความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรม และการเติบโตทางเศรษฐกิจ

ประเทศและองค์กรต่างๆ ต้องพึ่งพาซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาที่ยากที่สุดในโลก และตระหนักถึงผลกระทบทางสังคม สิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจอย่างมหาศาล ซึ่งความสามารถในการประมวลผลขนาดใหญ่และพิเศษของซูเปอร์คอมพิวเตอร์นั้นมีความสำคัญต่อการเปิดใช้งาน AI ในระดับที่ต้องการ ซึ่งต้องมีการประมวลผล การฝึกอบรม และการจัดเก็บชุดข้อมูลขนาดใหญ่ โดยความสามารถนี้ช่วยให้เราสร้างโมเดลแมชชีนเลิร์นนิ่งที่ใหญ่ขึ้นและแข็งแกร่งขึ้น ซึ่งจำเป็นในการทำนายผลลัพธ์อย่างแม่นยำและช่วยให้เราตัดสินใจได้ดีขึ้นเร็วขึ้น

และแน่นแนว่าการก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีที่สำคัญในซูเปอร์คอมพิวเตอร์นี้จะทำให้สิ่งต่างๆ ดีขึ้น

นั่นคือเหตุผลที่ในวันที่ 18 ตุลาคมนี้ เรากำลังฉลองความสำเร็จครั้งใหญ่ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ซึ่งเทียบเท่ากับการลงจอดบนดวงจันทร์ ในการทำลายกำแพงความเร็วระดับ exascale เพื่อแก้ปัญหาได้เร็วกว่าถึง 10 เท่า ที่ 1,000,000,000,000,000,000 การคำนวณต่อวินาที หรือ 1018

วันนี้เราฉลองให้กับวันของ Exascale

เมื่อนึกถึงประโยชน์ของ exascale ดร. Niven Narain ซีอีโอและผู้ร่วมก่อตั้ง Berg Health บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพที่ขับเคลื่อนด้วย AI อธิบายว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบ exascale ไม่ได้เกี่ยวกับความเร็วเพียงเท่านั้น แต่ยังเป็น "ความเร็วเพื่อประโยชน์ของมนุษย์" ซึ่งเราก็เห็นด้วยอย่างมาก

ความเร็วระดับ Exascale หมายถึงการเอาชนะอุปสรรคด้านประสิทธิภาพก่อนหน้านี้ เพื่อปลดล็อกข้อมูลเชิงลึกทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่เคยทำได้มาก่อน เริ่มตั้งแต่การสร้างแบบจำลองและการจำลองการโต้ตอบที่แม่นยำยิ่งขึ้นไปจนถึงระดับโมเลกุลทางกายภาพ ชีวภาพ และเคมี ไปจนถึงการคิดค้นและแก้ปัญหาได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ความเร็วที่จะช่วยพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับไวรัสทั่วโลก และช่วยเร่งการค้นพบวัคซีนใหม่เพื่อต่อสู้กับไวรัส อีกทั้งความเร็งนี้ยังช่วยทำนายการถล่มของพายุเฮอริเคนได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น เพื่อให้มีเวลาเพียงพอในการอพยพผู้คนอย่างปลอดภัยและช่วยชีวิตผู้คนได้มากขึ้น ความเร็วที่ช่วยหาวิธีสร้างอนาคตที่ยั่งยืนโดยควบคุมพลังงานสะอาดจากดวงอาทิตย์ ลม น้ำ และนิวเคลียร์ฟิวชันที่อาจเป็นไปได้ในเร็วๆ นี้ เพื่อสร้างพลังงานให้กับประเทศและประเทศเพื่อนบ้านของเราอย่างมีประสิทธิภาพ

ความเร็วระดับ Exascale หมายถึงความสามารถในการเอาชนะอุปสรรคด้านประสิทธิภาพก่อนหน้านี้เพื่อปลดล็อกข้อมูลเชิงลึกทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่เคยทำได้มาก่อน

คำนึงถึงประโยชน์ของ exascale ด้วย Frontier ซึ่งเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ exascale เครื่องแรกและเร็วที่สุดในโลก

ความเร็วและความสามารถของ exascale ที่เปิดตัวในปีนี้ พร้อมกับ Frontier ซึ่งเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่สร้างโดย HPE สำหรับห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ จะช่วยให้นักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรทั่วโลกสามารถตอบคำถามที่เราไม่เคยรู้มาก่อนได้

ในฐานะซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่อุทิศให้กับวิทยาศาสตร์แบบเปิด Frontier จะเป็นประโยชน์ต่อชุมชนทั่วโลกในการทำงานร่วมกันในการวิจัยและใช้ประโยชน์จากทรัพยากรต่างๆ รวมไปถึงความสามารถในการเข้าถึงโมเดล AI ขนาดใหญ่ที่ใช้ทำนายผลลัพธ์ได้เร็วขึ้นในการค้นพบทางวิทยาศาสตร์

การใช้ Frontier ทำให้นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยได้บรรลุผลการปฏิบัติงานเบื้องต้นและความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แล้ว และยังรวมถึงความเข้าใจว่าทำไมสายพันธุ์ COVID-19 บางสายพันธุ์จึงแพร่เชื้อได้ดีกว่าสายพันธุ์อื่นๆ เพื่อพัฒนาความรู้ของเราในวิชาฟิสิกส์ เพื่อปรับปรุงเครื่องเร่งอนุภาคพลาสม่าที่สร้างพลังงานมากขึ้นเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการฉายรังสีที่มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้าที่หลากหลาย

ตัวอย่างการวิจัยรวมถึง:

วิเคราะห์การกลายพันธุ์และการแพร่เชื้อของ COVID-19 ทั้งหมดตั้งแต่หนึ่งสัปดาห์ถึง 24 ชั่วโมง โดยในโครงการที่เน้นการวิเคราะห์ข้อมูลจีโนมิกส์จำนวนมาก Frontier ได้สร้างการวิเคราะห์เกี่ยวกับจีโนม COVID-19 ทุกประเภท เพื่อทำความเข้าใจว่ารูปแบบต่างๆ ทำให้ไวรัสแพร่เชื้อได้มากขึ้นได้อย่างไร

การวิเคราะห์พบว่ามีรูปแบบต่างๆ หลายหมื่นรูปแบบที่ทำให้สายพันธุ์เฉพาะมีความโดดเด่นมากขึ้นในบางส่วนของโลก ยิ่งไปกว่านั้นนักวิทยาศาสตร์ยังเร่งการค้นพบได้ถึง 6.3 เท่า จากหนึ่งสัปดาห์เหลือเพียงวันเดียว

เร่งกระบวนการนิวเคลียร์ฟิชชันด้วยการพัฒนาการออกแบบเครื่องเร่งอิเล็กตรอนแบบเลเซอร์ ด้วยการใช้ Frontier ร่วมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ชั้นนำอื่นๆ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจำลองเครื่องเร่งพลาสมาได้เร็วขึ้น 500 เท่า นับตั้งแต่ความพยายามนี้เริ่มขึ้นเมื่อ 6 ปีที่แล้ว โดยเครื่องเร่งพลาสม่านี้ใช้เพื่อเร่งอนุภาคที่มีประจุ เช่น อิเล็กตรอน โพซิตรอน และไอออน เพื่อเร่งกระบวนการแยกอะตอมหรือที่เรียกว่านิวเคลียร์ฟิชชัน (nuclear fission)

เครื่องเร่งอนุภาคในทุกวันนี้ แม้จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ก็มีความสำคัญในวัตถุประสงค์ทางการค้าหลายประการ ตั้งแต่การรักษามะเร็งด้วยการฉายรังสี ไปจนถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สำหรับชิปคอมพิวเตอร์ นักวิจัยสามารถทำการทดลองทางฟิสิกส์ที่มีพลังงานสูงเพื่อเร่งการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ได้ด้วยการขับเคลื่อนการจำลองด้วยพลาสมาเพื่อสร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

เร่งการวินิจฉัยและดูแลผู้ป่วยโดยทำให้วรรณกรรมชีวการแพทย์สามารถเข้าถึงได้โดยใช้กราฟ AI โดยนักวิจัยได้ใช้ Frontier เพื่อทำการทดลองที่ไม่เคยทำได้มาก่อนที่จะมี exascale เนื่องจากต้องอาศัยการค้นหาขนาดใหญ่ โดยใช้ความสามารถของ AI ของเอกสารการวิจัยทางชีวการแพทย์ ซึ่งประกอบด้วยเอกสารทางวิทยาศาสตร์หลายสิบล้านฉบับ ซึ่งเอกสารเหล่านี้ครอบคลุมการวิจัยหลายทศวรรษในด้านต่างๆ เช่น การรักษาด้วยยาและการผ่าตัด ขั้นตอนการวินิจฉัย และมาตรการป้องกัน

นักวิจัยสร้างการแสดงกราฟจากฐานข้อมูลข้อความที่มีคำอธิบายประกอบซึ่งนำไปสู่วิธีที่ดีกว่าในการค้นหาข้อมูลชีวการแพทย์เพื่อช่วยปรับปรุงเส้นทางการวินิจฉัยและการรักษาสำหรับผู้ป่วยโดยใช้ความเร็วในการคำนวณของ exascale

Exascale จะเสริมความแข็งแกร่งให้กับภาคการค้าเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น ปลอดภัยขึ้น และมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ระบบ Exascale อย่าง Frontier จะช่วยให้องค์กรทางการค้า เช่น 3M, Boeing, General Electric (GE), General Motors และ Procter & Gamble ได้ใช้ทรัพยากรซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของ DOE ของสหรัฐอเมริกาแล้ว เพื่อพัฒนา R&D เพื่อออกแบบผลิตภัณฑ์ที่พวกเราใช้งานในแต่ละวันให้ดีและปลอดภัยยิ่งขึ้น

ที่จริงแล้ว GE Research ซึ่งเป็นผู้นำระดับโลกที่มีความเชี่ยวชาญและมีวัตกรรมมามากกว่าศตวรรษในการขับเคลื่อนภาคส่วนที่เติบโตในอุตสาหกรรมการบิน พลังงาน และการดูแลสุขภาพ กำลังวางแผนที่จะใช้ Frontier ในการเปลี่ยนแปลงการบิน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ "Future of Flight"โดยนักวิจัยของ GE วางแผนที่จะสร้างแบบจำลองและจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ ซึ่งเป็นแกนหลักในการทำความเข้าใจประสิทธิภาพของระบบเครื่องบิน ในระดับ exascale เพื่อทำนายประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอพ่นรุ่นต่อไปโดยไม่ต้องทำการทดสอบทางกายภาพ

ซึ่ง R&D นี้จะช่วยเร่งการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ และเร่งเวลาในการออกสู่ตลาดได้เร็วยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตามในส่วนหนึ่งของการวิจัยนี้ เป้าหมายหลักของโครงการของ GE คือการปรับปรุงความยั่งยืนและเพิ่มประสิทธิภาพการขับเคลื่อนโดยการออกแบบเครื่องยนต์เจ็ทที่สามารถรองรับไฮโดรเจนได้อย่างเพียงพอ ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นศูนย์

เติมพลังให้กับยุคใหม่ของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมด้วย exascale

เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีส่วนสนับสนุนในการวิจัยและพัฒนานวัตกรรมสำหรับภาคส่วนต่างๆ ที่ขับเคลื่อนการเติบโตทางเศรษฐกิจและเสริมสร้างความมั่นคงและการป้องกันประเทศ พลังการประมวลผลที่เกินขนาดจะช่วยเพิ่มความพยายามที่จำเป็นสำหรับประเทศและองค์กรเพื่อให้สามารถแข่งขันได้

ในยุคของ exascale นี้จะช่วยทำให้เกิดความก้าวหน้าทางวิศวกรรมที่เป็นแกนหลักในการเติมเชื้อเพลิงให้กับเทคโนโลยียุคหน้าและเปิดประตูสู่นวัตกรรม ซึ่งข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เปิดใช้งานโดย exascale ได้แก่:

การเปลี่ยนรูปแบบการสร้างแบบจำลองและการจำลองเพื่อให้ได้แบบจำลองที่สมจริง - โดยการสร้างแบบจำลองและการจำลองด้วยความเร็วระดับ exascale และรวมปริมาณงานเหล่านั้นเข้ากับความสามารถด้าน AI และการเรียนรู้ของเครื่อง นักวิจัยจะได้รับรายละเอียดและมีความแม่นยำมากขึ้นในแบบจำลองที่มีความสำคัญต่อการปลดล็อกข้อมูลเชิงลึก โดยสิ่งนี้จะมีผลกระทบต่อพื้นที่ต่างๆ เช่น การสร้างแบบจำลองสมองของมนุษย์ที่แม่นยำเพื่อความก้าวหน้าในการวิจัยทางการแพทย์ หรือการปรับปรุงกราฟิกของข้อมูลบรรยากาศเพื่อระบุรูปแบบสภาพอากาศในพื้นที่ทางธรณีวิทยาที่กำหนดได้ดีขึ้น

ใช้ประโยชน์จาก AI-at-scale เพื่อแก้ปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ - ด้วยประสิทธิภาพระดับ exascale ผู้ใช้สามารถสร้างโมเดล AI ได้เร็วขึ้น 4.5 เท่าและใหญ่ขึ้นถึง 8 เท่า ทำให้สามารถฝึกอบรมข้อมูลเพิ่มเติมที่สามารถเพิ่มความสามารถในการคาดการณ์และเร่งเวลาในการค้นพบ โมเดลเหล่านี้จะช่วยพัฒนาเทคนิคในด้านต่างๆ เช่น การประมวลผลภาษาธรรมชาติและการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อปลดล็อกความฉลาด

เร่งเส้นทางสู่ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีควอนตัม - ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ยังคงเป็นเครื่องมือที่ทรงคุณค่าในการเปรียบเทียบความได้เปรียบทางคอมพิวเตอร์ พลังการประมวลผลที่เกินขอบเขตจะช่วยให้นักวิจัยสามารถทำการทดสอบในระยะเริ่มต้นและปรับให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันควอนตัมไปจนถึงเทคโนโลยีควอนตัมที่พัฒนาเต็มที่แล้ว

การเปิดใช้งาน Supercomputing ขององค์กรในวงกว้างเพื่อเร่งเวลาในการทำความเข้าใจข้อมูลเชิงลึก

การนำเทคโนโลยีมาใช้ เช่น การเชื่อมต่อระหว่างกัน การจัดเก็บข้อมูล และซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะในรูปแบบที่เข้าถึงได้และจัดการได้ง่าย สามารถช่วยองค์กรในวงกว้างในการจัดการกับแอปพลิเคชันที่มีความต้องการสูง ที่ซึ่งเรารวบรวมประโยชน์ของ AI-at-scale เพื่อแก้ปัญหาที่ยากเกินไปที่จะอธิบายลักษณะเฉพาะโดยการใช้แบบจำลองและการจำลองแบบดั้งเดิม และในยุค Exascale นี้ทำให้เรามีพลังการประมวลผลที่จำเป็นในการเชื่อมต่อกับแอปพลิเคชันควอนตัมยุคแรกๆ

อีกทั้งยังรวมถึงการสนับสนุนในการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาล หรือสร้างโมเดลการเรียนรู้ของเครื่องที่ดีขึ้น เพื่อขับเคลื่อนผลลัพธ์ โดยความสามารถเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่การเร่งการค้นพบยาสำหรับบริษัทยา การคาดการณ์แนวโน้มหุ้นที่สำคัญและการค้า หรือป้องกันการตรวจจับการฉ้อโกงสำหรับองค์กรที่ให้บริการทางการเงิน หรือจำลองการชนของผู้ผลิตรถยนต์เพื่อสร้างและเปิดตัวยานพาหนะที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น

ทีมงานของเราที่ HPE มุ่งมั่นที่จะทำให้สิ่งนี้เป็นจริงด้วยการผสมผสานองค์ประกอบของเทคโนโลยีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับไฮเอนด์ที่เราเคยใช้ในการออกแบบและสร้าง Frontier ในขนาดที่เล็กกว่าหรือเป็นบริการผ่านแพลตฟอร์ม HPE GreenLake

ตระหนักถึงนักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกร ที่ยังคงถามต่อว่า "แล้วถ้า เพราะอะไร และต่อไปจะเป็นอย่างไร"

ความเป็นจริงของ exascale จะไม่เกิดขึ้นในวันนี้ ถ้าไม่ใช่สำหรับนักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ และวิศวกรที่จินตนาการถึงสิ่งนี้มานานกว่าทศวรรษ อย่างไรก็ตาม ทุกคนสามารถร่วมเฉลิมฉลองวัน Exascale และสรรเสริญให้กับผู้คนที่อยู่เบื้องหลังนี้โปรเจกต์นี้ ได้หลายช่องทาง โดยเริ่มออกอากาศเวลา 12.00 น. ตามเวลากลางเกาหลี

คุณจะได้ยินจากผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมกับองค์กรการค้า ว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ส่งผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์ที่เราใช้ทุกวันอย่างไร และจากนักวิทยาศาสตร์วิจัยทั่วโลกที่มุ่งมั่นสร้างโลกที่เราอาศัยอยู่อย่างปลอดภัยและยั่งยืนยิ่งขึ้น

ที่มา: https://bit.ly/3EBgisv