มันใช้ทำอะไร? ชายแดนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังและเร็วที่สุดในโลกที่ทำงานที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์? ตั้งแต่การสร้างแบบจำลองเครื่องปฏิกรณ์ไปจนถึงการพยากรณ์สภาพอากาศ
คำถามนี้มีบริบทที่กว้างขึ้น ฉันมักถูกถามว่าทำไมเราถึงสร้างเครื่องจักรที่ทรงพลังเช่นนี้ ถ้าเราแต่ละคนสามารถมีคอมพิวเตอร์ได้? แน่นอนว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องจักรที่มีราคาแพงมากซึ่งใช้พลังงานจำนวนมหาศาล แต่สิ่งที่เราได้รับจากซุปเปอร์คอมพิวเตอร์นั้นมีค่ามากกว่ามาก วันนี้ฉันจะพยายามอธิบายโดยใช้ตัวอย่างของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier
ที่น่าสนใจเช่นกัน: ประวัติความเป็นมาของ OpenAI: คืออะไรและสิ่งที่รออยู่ข้างหน้าสำหรับบริษัท
ทำไมเราถึงต้องการซูเปอร์คอมพิวเตอร์?
กล่าวโดยสรุป ซูเปอร์คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้ โลกของเรากำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว มนุษยชาติได้สร้างฐานข้อมูลขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องได้รับการประมวลผล วิเคราะห์ จัดกลุ่ม บันทึก ในที่สุด สิ่งนี้จะช่วยให้เราได้รับยาใหม่ ราคาถูกกว่า และมีประสิทธิภาพมากขึ้น วัสดุที่คงทนมากขึ้น คาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมานานหลายทศวรรษ เป็นต้น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ช่วยให้เราจำลองพฤติกรรมของวัตถุที่เราจะสร้างได้ เช่น เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน และนี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของการประยุกต์ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดเท่านั้น ใช่ การผลิตและบำรุงรักษามีราคาแพงมาก แต่ก็คุ้มค่า
แต่มาเริ่มด้วยพื้นฐานกันก่อน ซูเปอร์คอมพิวเตอร์คืออะไรกันแน่? ยังไม่มีคำจำกัดความที่ชัดเจนในเรื่องนี้ อย่างไรก็ตาม คุณลักษณะเฉพาะของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่ทำงานอยู่ในปัจจุบันคือพลังการประมวลผลที่สูงมาก คุณสามารถดูคำจำกัดความที่เรียบง่ายได้บนอินเทอร์เน็ต โดยที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องจักรที่สามารถบรรลุประสิทธิภาพการประมวลผลอย่างน้อย 1 เทราฟลอป เช่น 1012 (ล้านล้าน) การดำเนินการจุดลอยตัวต่อวินาที ซึ่งถือว่ามากเมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์ที่บ้านทั่วไป
หากก่อนหน้านี้ความเร็วของคอมพิวเตอร์วัดเป็น IPS (คำสั่งต่อวินาที) จะต้องคิดค้นหน่วยใหม่สำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ - FLOPS เช่น การดำเนินการจุดลอยตัวต่อวินาที ยิ่งตัวเลขนี้สูง คอมพิวเตอร์ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น
แน่นอนว่าแนวทางที่อิงตามเกณฑ์การคำนวณบางอย่างจะล้าสมัยไปอย่างรวดเร็ว เนื่องจากประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ที่เป็นแกนหลักของเครื่องเหล่านี้มีการพัฒนาและเติบโตอย่างต่อเนื่อง ด้วยโปรเซสเซอร์ใหม่แต่ละรุ่น ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การสร้างสิ่งเหล่านั้นเป็นเรื่องยากมากและมีค่าใช้จ่ายทางการเงินสูง
อ่าน: โครงการสมองมนุษย์: ความพยายามที่จะเลียนแบบสมองมนุษย์
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ตัวไหนเร็วที่สุด?
เรามีข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับปัญหานี้ ในเดือนพฤศจิกายน 2023 เว็บไซต์ Top500.org ซึ่งเผยแพร่การจัดอันดับประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกเป็นประจำเป็นเวลาหลายปี ได้เผยแพร่การจัดอันดับ Top62 ครั้งที่ 500 ล่าสุด ซึ่งนำเสนอซูเปอร์คอมพิวเตอร์ 500 เครื่องที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีอยู่ในขณะนี้ .
ระบบ Frontier ยังคงเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในโลก ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องนี้คือระบบคอมพิวเตอร์ระดับ exascale เครื่องแรกของโลก นั่นคือความเร็วเกิน 1 exaflops Frontier ตั้งอยู่ที่ National Laboratory ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองโอ๊คริดจ์ รัฐเทนเนสซี ประเทศสหรัฐอเมริกา ซูเปอร์คอมพิวเตอร์นี้เป็นผู้นำในปัจจุบันด้วยคะแนน HPL (LINPACK ประสิทธิภาพสูง - การทดสอบพิเศษที่ประเมินประสิทธิภาพดิบของซูเปอร์คอมพิวเตอร์) ที่ 1193 EFlops (exaflop คือหนึ่งล้านล้านหรือ 1018 การคำนวณจุดลอยตัวต่อวินาที)
สำหรับการเปรียบเทียบ: ความเร็วของชิปที่ทรงพลังที่สุด Apple M1 Ultra มีน้ำหนักประมาณ 21 เทราฟลอป (หนึ่งล้านล้าน FLOPS) ตัวเลขมีมาก นั่นคือข้อเท็จจริง น่าประหลาดใจที่ย้อนกลับไปในปี 2002 มีคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งที่พัฒนาความเร็วที่มากยิ่งขึ้น - นี่คือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Earth Simulator ของ NEC Corporation ยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีของญี่ปุ่น ความเร็วของมันอยู่ที่ประมาณ 36 เทราฟลอป!
Frontier ใช้โปรเซสเซอร์ AMD EPYC 64C 2 GHz และใช้สถาปัตยกรรม HPE Cray EX235a ล่าสุด ประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ 9408 AMD EPYC และตัวเร่งความเร็ว AMD Instinct MI37632x 250 ตัว โดยรวมแล้วระบบมีโปรเซสเซอร์และคอร์กราฟิก 8 ตัว นอกจากนี้ Frontier ยังมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่น่าประทับใจที่ 699 GFlops/วัตต์ และใช้เครือข่าย HPE Slingshot 904 สำหรับการถ่ายโอนข้อมูล ดังนั้นในระหว่างการทดสอบ มันสามารถผลิตได้ถึง 52,59 เอ็กซาฟลอป ประสิทธิภาพสูงสุดทำลายสถิติ 11 exaflops ราคาของอุปกรณ์อยู่ที่ประมาณ 1,1 ล้านดอลลาร์
นี่เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกและแห่งเดียวในโลกที่ทำงานในโหมดฟลอป Frontier ขึ้นเป็นผู้นำเมื่อปีที่แล้ว แต่ไม่อนุญาตให้ใครก้าวล้ำตำแหน่งของตนในการจัดอันดับเดือนมิถุนายน 2023 ด้วยซ้ำ และจนถึงต้นปี 2024 ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของอเมริกามีประสิทธิผลมากที่สุดในโลก
แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังเสนอแนะแล้วว่าบางทีหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง เขาจะต้องยอมรับความเหนือกว่าของเครื่องจักรอเมริกันอีกเครื่องหนึ่ง นั่นก็คือ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ออโรรา
จากการจัดอันดับล่าสุด ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Aurora ใหม่ที่ใช้ชิป Intel Sapphire Rapids ซึ่งทำงานที่ Argonne Leadership Computing Facility ในรัฐอิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกา อยู่ในอันดับที่สองด้วยประสิทธิภาพ HPL ที่ 585,34 PFlops แม้ว่านี่จะเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของประสิทธิภาพการทำงานของซูเปอร์คอมพิวเตอร์เรือธงของ Frontier แต่ระบบออโรร่ายังไม่เสร็จสมบูรณ์ และมีเพียงครึ่งหนึ่งของระบบสุดท้ายที่วางแผนไว้เท่านั้นที่ยังใช้งานได้ในปัจจุบัน เมื่อเสร็จสิ้น ประสิทธิภาพที่คาดการณ์ไว้ของ Aurora มีแนวโน้มที่จะเกิน 2 EFlops ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Aurora สร้างขึ้นโดย Intel ใช้สถาปัตยกรรม HPE Cray EX - Intel Exascale Compute Bladeใช้โปรเซสเซอร์ Intel Xeon CPU Max Series และระบบเร่งความเร็ว Intel Data Center GPU Max Series เช่นเดียวกับใน Frontier เครือข่าย HPE Slinghot-11 มีหน้าที่รับผิดชอบในการถ่ายโอนข้อมูล
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดอันดับสามคือระบบบนคลาวด์ใหม่ที่เรียกว่า Eagle Microsoft สีฟ้าในสหรัฐอเมริกา นี่เป็นความอยากรู้อยากเห็นทางเทคโนโลยี เนื่องจาก Eagle เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์บนคลาวด์ และอันดับที่สามในการจัดอันดับ Top500 นั้นสูงที่สุดเท่าที่เคยมีมาในระบบคลาวด์ Microsoft Eagle นำเสนอประสิทธิภาพ HPL ที่ 561,2 PFlops หัวใจสำคัญของการประมวลผลคือโปรเซสเซอร์ Intel Xeon Platinum 8480C และตัวเร่งความเร็ว NVIDIA H100
เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของญี่ปุ่น Fugaku ซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่า Frontier มากกว่าสามเท่าและเป็นหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิผลมากที่สุดในอดีต - LUMI แม้ว่าชาวจีนยังคงสร้างบางสิ่งที่ทรงพลัง แต่ทั้งหมดนี้เป็นอนาคต
ที่น่าสนใจเช่นกัน: การคาดการณ์ทางเทคโนโลยีในปี 2024: สิ่งที่คาดหวัง?
ทำไมเราถึงต้องการพลังการประมวลผลมากมาย?
คุณอาจชื่นชมประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่เร็วที่สุดในโลก แต่ประสิทธิภาพที่ทำได้นั้นไม่ได้เกี่ยวกับการทำลายสถิติ แต่เกี่ยวกับการได้รับผลลัพธ์การคำนวณที่ต้องการในเวลาที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ไม่มีผู้ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์คนใดใช้เครื่องนั้นเพื่อเขียนอีเมลหรือเตรียมการนำเสนอ มันจะเป็นการสูญเสียอย่างมากหากใช้เครื่องจักรดังกล่าวเพื่อทำงานที่เราสามารถทำได้บนอุปกรณ์ในบ้านของเรา ท้ายที่สุดแล้ว ศักยภาพในการคำนวณของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำให้คุณสามารถดำเนินการต่างๆ ที่ไม่มีในคอมพิวเตอร์ทั่วไปได้
เรากำลังพูดถึงงานอะไร? ประการแรกเกี่ยวกับสิ่งที่สามารถนำมาซึ่งผลประโยชน์ที่แท้จริงและสิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องสามารถแปลงเป็นเงินได้ทันที เป็นที่น่าสังเกตว่ามีการใช้เงินเพียงประมาณ 600 ล้านดอลลาร์สหรัฐในการสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier แน่นอนว่าการใช้งานและค่าบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องก็มีความสำคัญเช่นกัน ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีพื้นที่ 680 ตารางเมตร และใช้ไฟฟ้า 21 เมกะวัตต์
Frontier ก็เหมือนกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์อื่นๆ ที่ใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ การวิจัยและการผลิตยาใหม่ๆ ที่มีความสำคัญต่อมนุษยชาติ การวิจัยเทคโนโลยีวัสดุใหม่ๆ เป็นต้น แน่นอนว่าขอบเขตของงานที่ดำเนินการโดยอุปกรณ์ประเภทนี้นั้นกว้างกว่ามากและรวมถึงการวิเคราะห์ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ประเภทต่างๆ เช่น การเงิน การแพทย์ ภาพถ่ายดาวเทียม การสร้างแบบจำลองปรากฏการณ์ทางกายภาพ และอื่นๆ อีกมากมาย ความจริงที่ว่า Frontier เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ระดับ exascale เครื่องแรกทำให้สามารถทำงานที่ยากได้แม้แต่ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์อื่นๆ ก็ตาม
ตัวอย่างอาจเป็นการสร้างแบบจำลองวงจรชีวิตทั้งหมดของเครื่องปฏิกรณ์แสนสาหัส ใช่ นี่ไม่ใช่ข้อผิดพลาด ยังไม่มีโรงไฟฟ้าฟิวชันแห่งเดียวในโลก แต่พลังการประมวลผลระดับ exascale อันทรงพลังของ Frontier ทำให้สามารถจำลองพฤติกรรมของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันสมมุติ และทำนายพฤติกรรมของพลาสมาในเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวได้ แน่นอนว่าจนกว่าพลังงานความร้อนนิวเคลียร์จะถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์คงเป็นเรื่องยากที่จะคิดถึงประโยชน์ แต่ไม่มีใครในโลกที่สงสัยว่าพลังคอมพิวเตอร์ที่จะนำไปสู่การสร้างและพัฒนาพลังงานความร้อนนิวเคลียร์และช่วยมวลมนุษยชาติจากการขาดแคลนพลังงานนั้นคุ้มค่าหรือไม่ การลงทุน.
อ่าน: ทุกๆอย่างเกี่ยวกับ Microsoft Copilot: อนาคตหรือทางที่ผิด?
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์และการแพทย์
แอปพลิเคชั่นหนึ่งของซูเปอร์คอมพิวเตอร์คือการคำนวณที่ซับซ้อนและใช้พลังงานมากซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสารเคมีและสารประกอบอินทรีย์ การวิเคราะห์อย่างรอบคอบเกี่ยวกับพฤติกรรมของสารแต่ละชนิด ซึ่งอาจเป็นไปได้เนื่องจากความสามารถในการจำลองพฤติกรรมของสารประกอบที่กำหนดในระดับที่แม่นยำมาก เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้สามารถพัฒนายาตัวใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นได้
ย้อนกลับไปในปี 2020 ก่อนการเปิดตัวซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ซึ่งในขณะนั้นมีซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่น Summit (เครื่องนี้เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในปี 2018 ยังคงใช้งานอยู่และติดอันดับ 7 ด้วยประสิทธิภาพ 148,8 PFlops) ใช้เพื่อพัฒนายารักษามะเร็งชนิดใหม่ ยาตัวใหม่นี้ดีขึ้นประมาณ 10% มีประสิทธิภาพในการรักษามากกว่าวิธีที่ใช้ก่อนหน้านี้ แน่นอนว่า 10% นั้นไม่มากขนาดนั้น แต่บอกกับผู้ป่วยที่สามารถช่วยชีวิตตนเองได้ เนื่องมาจากความแตกต่าง "เล็กๆ น้อยๆ" แน่นอนว่าชีวิตมนุษย์นั้นประเมินค่าไม่ได้ แต่ยาใดๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถประหยัดทรัพยากรจำนวนมหาศาลสำหรับระบบการดูแลสุขภาพและลดต้นทุนการรักษา นี่คือจุดที่ Frontier มีประโยชน์ ความสามารถของมันนั้นสูงกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Summit รุ่นเดียวกันมาก
อ่าน:
- Apple Vision Pro เป็นอุปกรณ์ที่มีการปฏิวัติมากที่สุดตั้งแต่มี iPhone แต่มีความแตกต่างกันเล็กน้อย ©
- เปลี่ยนเป็น Apple MacBook Air พร้อมโปรเซสเซอร์ M2: บทวิจารณ์และความประทับใจของฉัน
ชายแดนและแบบจำลองสภาพภูมิอากาศใหม่
การสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์และการให้เหตุผลของแบบจำลองประวัติศาสตร์พันปีของโลก แน่นอนว่านี่เป็นงานที่ต้องใช้ทรัพยากรการประมวลผลจำนวนมาก ยิ่งเราจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและคาดการณ์สิ่งที่จะเกิดขึ้นในระยะยาวได้แม่นยำยิ่งขึ้นเท่าใด เราก็ต้องการซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วและทรงพลังยิ่งขึ้นเท่านั้น
Mark Taylor จาก Sandia National Laboratories หนึ่งในนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับการคาดการณ์สภาพภูมิอากาศในระยะยาวครั้งแรกของโลกโดยใช้การประมวลผลที่เพิ่มมากขึ้น เคยตั้งข้อสังเกตว่า "สถาปัตยกรรมการประมวลผลที่เป็นเอกลักษณ์ของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier ช่วยให้สิ่งที่เราไม่สามารถทำได้มาก่อน" นั่นคือพลังการประมวลผลของเครื่องนี้ลดการคำนวณที่เคยใช้เวลาหลายปีเหลือเพียงไม่กี่วัน ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้นักวิจัยได้รับข้อมูลประมาณการโดยละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบระยะยาวของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสภาพอากาศที่รุนแรง “นี่คือมาตรฐานทองคำใหม่สำหรับการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ” เทย์เลอร์กล่าวเสริม
มีประโยชน์อะไรบ้าง? พวกมันใหญ่มาก ความสามารถในการทำนายการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่เป็นหายนะสามารถช่วยชีวิตคนนับหมื่นหรืออาจเป็นล้านคนได้ และการวิเคราะห์ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากภาวะโลกร้อนต่อวัฏจักรน้ำทั่วโลกและระดับภูมิภาคช่วยให้เราสามารถเตรียมพร้อมล่วงหน้าสำหรับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต แบบจำลองเชิงพื้นที่สมัยใหม่มีอยู่จริง แต่มีความต้องการในการคำนวณอย่างมาก จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้เรียกร้องมากเกินไป ใช่ มันช่วยให้เราทำนายปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างองค์ประกอบต่างๆ ที่ประกอบเป็นสิ่งที่เราเรียกว่าสภาพอากาศหรือสภาพภูมิอากาศในทางทฤษฎีได้ เช่น การเคลื่อนที่แบบพาความร้อนที่มาพร้อมกับการก่อตัวของเมฆ แต่จำเป็นต้องประมวลผลกระแสข้อมูลจำนวนมหาศาล และทำการคำนวณความซับซ้อนอันเหลือเชื่อ
การมีอยู่ของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier ได้เปลี่ยนแปลงสิ่งนั้นไปแล้ว โครงการแบบจำลองระบบพลังงาน Exascale Earth (E3SM) เอาชนะอุปสรรคเหล่านี้โดยการรวมแนวทางซอฟต์แวร์ใหม่ๆ เข้ากับประสิทธิภาพระดับ Exascale มหาศาล Sarath Sripathy ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและผู้ประสานงานโครงการ E3SM และผู้ร่วมเขียนแบบจำลองบรรยากาศ E3SM ชื่อ SCREAM อธิบายว่า “ชุมชนการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศใฝ่ฝันมานานแล้วว่าจะใช้แบบจำลองระดับกิโลเมตรได้เร็วพอที่จะเอื้อต่อการคาดการณ์ที่ยาวนานหลายทศวรรษ และตอนนี้ก็กลายเป็นความจริงแล้ว".
กล่าวอีกนัยหนึ่ง โครงการที่ไม่มี Frontier ก็จะล้มเหลวเนื่องจากขาดปริมาณการประมวลผลข้อมูล อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าไม่เพียงแต่พลังการประมวลผลขั้นพื้นฐานเท่านั้นที่สำคัญ แต่ยังรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของโมเดลด้วย Peter Caldwell นักอุตุนิยมวิทยาจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore และทีมงานของเขาใช้เวลาห้าปีที่ผ่านมาในการสร้างแบบจำลองคลาวด์ใหม่ตั้งแต่เริ่มต้น มันจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพบนโปรเซสเซอร์กราฟิก (GPU) ซึ่งปัจจุบันเป็นองค์ประกอบที่สำคัญมากในพลังการประมวลผลของซูเปอร์คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ สามารถรวมรถยนต์ชั้นนำที่น่าสนใจในระดับเดียวกันได้ที่นี่
จินตนาการ. การปรับโค้ดให้ทำงานบน GPU ทำให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมาก SCREAM สามารถทำงานบนโหนด Frontier 8192 โหนดเพื่อจำลองการก่อตัวของคลาวด์ทั่วโลก ซึ่งโดยทั่วไปใช้เวลานานกว่าหนึ่งปี (1,25 ปีโดยประมาณ) ในเซสชันการประมวลผล 24 ชั่วโมงเดียว การจำลองระยะยาวในช่วง 30-40 ปีสามารถทำได้ที่ Frontier ภายในเวลาไม่กี่สัปดาห์ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าก่อนหน้านี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคำนวณเช่นนี้ ผู้ที่สนใจเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการศึกษาเหล่านี้สามารถ ทำความคุ้นเคยกับสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ใหม่ มาร์ค เทย์เลอร์ และทีมงานของเขา
ที่น่าสนใจเช่นกัน:
- กองทัพสหรัฐฯ ติดตามซานตาคลอสอย่างไร
- ข้อห้ามในการขาย Apple ดูในสหรัฐอเมริกา: รายละเอียดทั้งหมดของคดี
- ทบทวน Lenovo Yoga Book 9i: แล็ปท็อปแบบพับได้พร้อมจอแสดงผลสองจอ
เทคโนโลยีชายแดนและวัสดุ
โครงการหนึ่งที่น่าสนใจซึ่งใช้ประโยชน์จากศักยภาพระดับ exascale ของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier คือการทำงานในด้านเทคโนโลยีวัสดุ นี่เป็นหนึ่งในการจำลองโลหะผสมด้วยการคำนวณที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา ซึ่งทำให้สามารถบรรลุความแม่นยำระดับใกล้ควอนตัมได้ เนื่องจากประสิทธิภาพในการคำนวณของมัน งานวิจัยนี้ดำเนินการโดย Vikram Gavini จากมหาวิทยาลัยมิชิแกน เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ใช้สมการของชโรดิงเงอร์ในการสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของวัสดุต่างๆ พลังการประมวลผลอันมหาศาลของ Frontier ทำให้สามารถจำลองระบบแมกนีเซียมอัลลอยด์ที่ประกอบด้วยอะตอม 75 อะตอม
โลหะผสมแมกนีเซียมเป็นวัสดุที่น่าสนใจมาก มันเบามากและในขณะเดียวกันก็แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตาม แมกนีเซียมอัลลอยด์มีความอ่อนไหวต่อข้อบกพร่องบางอย่าง โดยส่วนใหญ่เป็นความคลาดเคลื่อน (เช่น ข้อบกพร่องขนาดใหญ่ในโครงสร้างผลึกของวัสดุ) ซึ่งทำให้คุณสมบัติทางกลของพวกมันเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก สิ่งนี้จะเปลี่ยนวัสดุที่มีแนวโน้มดีให้กลายเป็นชิ้นส่วนโลหะที่ใช้ไม่ได้ เพราะมันแตกง่าย เปราะและไม่เสถียร นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับความช่วยเหลือจากพลังการคำนวณของ Frontier สามารถแก้ไขข้อบกพร่องบางประการในโลหะผสมแมกนีเซียมได้ แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการทำงานหนักเท่านั้น
ที่น่าสนใจเช่นกัน:
อนาคตของซูเปอร์คอมพิวเตอร์?
คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถแก้ปัญหาท้าทายที่เกิดจากปัญหาทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคบางประการต่อเราได้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีพลังการประมวลผลมากกว่ามาก ทำให้สามารถคำนวณสิ่งที่เป็นไปไม่ได้หรือใช้เวลานานเกินไปบนคอมพิวเตอร์ทั่วไปได้ ด้วยการสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ นักวิทยาศาสตร์มุ่งมั่นที่จะขยายขอบเขตความรู้และความสามารถของเรา ตลอดจนแก้ไขปัญหาที่อาจมีผลกระทบอย่างมากต่ออนาคตของเรา
กฎของมัวร์ระบุว่าพลังของคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ทุกๆ สองปี ความเร็วของการคำนวณจะเพิ่มขึ้นสองเท่า วิศวกรและนักวิทยาศาสตร์สามารถค้นหาวิธีแก้ไขปัญหาที่ก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นไปไม่ได้
วันหนึ่ง ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะกลายเป็นเรื่องธรรมดา ท้ายที่สุดแล้ว เมื่อสิบปีที่แล้ว แนวคิดต่างๆ เช่น ความเป็นจริงเสมือน เกมบนคลาวด์ และ metauniverse นั้นมีอยู่ในจินตนาการของผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนและผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนเพียงไม่กี่คนเท่านั้น และในปัจจุบัน มันก็เป็นความจริงของเรา คนรุ่นอนาคตไม่จำเป็นต้องได้รับการศึกษาด้านไอทีและทำงานที่ Google เพื่อใช้ประโยชน์จากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ พวกเขาจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันอย่างเงียบ ๆ และมองไม่เห็น เช่นเดียวกับสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และสิ่งอื่น ๆ
อ่าน: