همانطور که ابررایانه به نقاط عطف عملکرد جدید می رسد، راه حل هایی را برای سخت ترین مشکلات جهان کشف خواهد کرد.
برای بیش از یک دهه، ابر رایانه به جام مقدس خود خیره شده است، جهش بزرگ بعدی در سرعت: مقیاس بزرگ. “Exascale” به یک ابر رایانه با حداقل یک اگزافاپ قدرت محاسباتی اشاره دارد.
اما به چه معنا است؟
به زبان ساده، این به معنای حل یک مسئله محاسباتی با یک میلیارد میلیارد (18 صفر) محاسبه در ثانیه است. سال گذشته، HPE و آزمایشگاه ملی Oak Ridge (ORNL) وزارت انرژی ایالات متحده اعلام کردند که Frontier اولین ابررایانه جهان است که مانع سرعت مقیاس اگزا را شکسته و آن را قوی‌ترین رایانه در جهان می‌کند.
اما دستیابی به مقیاس بزرگ یک نقطه عطف صنعتی دلخواه نیست. این دستاورد به حل محاسباتی که 8 برابر پیچیده هستند، با سرعت 10 برابر کمک می کند. اکتشافات علمی را سرعت می بخشد، پیشرفت های جدید را امکان پذیر می کند و توسعه راه حل ها را برای رسیدگی به برخی از سخت ترین چالش های جهان سرعت می بخشد.
در اینجا چهار راه وجود دارد که قدرتمندترین رایانه جهان بشریت را به جلو می برد:
1. توسعه دارو: زمان مورد نیاز برای کشف درمان های دارویی و درمان بیماری را به میزان قابل توجهی کاهش دهید
با استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در مدل‌های مبتنی بر فیزیک، می‌توانیم اساساً نحوه طراحی و آزمایش داروهای جدید را تغییر دهیم. با استفاده از قدرت یک ابر کامپیوتر exascale، ممکن است بتوانیم در یک سال از یک ایده به یک آزمایش بالینی برسیم.
در طول همه گیری، آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور با یک ابر رایانه HPE کار کرد تا یک پلت فرم مدل سازی مبتنی بر هوش مصنوعی ایجاد کند تا تعداد آنتی بادی های بالقوه را از 1040 به 20 کاهش دهد.
محاسبات Exascale می‌تواند این مدل‌های هوش مصنوعی را در مقیاس تقویت کند، که فرصتی را برای گسترش پیشرفت‌ها در زمینه سرطان، بیماری‌های قلبی و توسعه آنتی‌بیوتیک‌های جدید فراهم می‌کند.
2. پیش‌بینی آب و هوای شدید: با پیش‌بینی سریع‌تر مسیرهای طوفان، جان انسان‌ها را نجات دهید
پیش بینی های آب و هوا و آب و هوا ترکیبی از شیمی، زمین شناسی و فیزیک هستند – و همه این محاسبات روی کره ای اتفاق می افتد که با سرعت حدود 1000 مایل در ساعت می چرخد.
خوشبختانه، این دقیقاً همان نوع مشکلی است که ابررایانه‌ها برای حل آن ساخته شده‌اند، و به پیش‌بینی‌کنندگان کمک می‌کند تا کار بسیار بهتری در پیش‌بینی محل برخورد طوفان به زمین انجام دهند – از فاصله 200 مایلی 50 سال پیش تا 50 مایلی امروز.
با سرعت محاسبات مقیاس اگزا، مدل‌های آینده قادر خواهند بود قدرت و مسیر آینده یک طوفان را با دقت بیشتر و با سرعتی سریع‌تر تعیین کنند، جان انسان‌ها را نجات دهند و خسارات اقتصادی را محدود کنند زیرا جهان با اثرات تغییرات آب و هوایی مواجه می‌شود.
3. مبارزه با کمبود مواد غذایی: کمک به تغذیه جمعیت جهان با افزایش عملکرد محصول
با محاسبه مقیاس اگزا، ما شاهد شروع یک انقلاب کشاورزی جدید خواهیم بود که از ژنومیک و بیوانفورماتیک، همراه با تکنیک‌های جدید ویرایش ژنوم برای ایجاد گونه‌های جدید محصولات استفاده می‌کند. با استفاده از ابررایانه‌ها و تکنیک‌های پیشرفته ژنتیک، کار برای نقشه‌برداری از ژنوم گندم در حال انجام است تا بتوانیم گونه‌ای دلچسب‌تر و متنوع‌تر ایجاد کنیم که عملکرد بالاتری ارائه می‌دهد و بهتر می‌تواند با چالش‌های محیطی سازگار شود.
4. افزایش پایداری: ردپای محیطی چیزهایی که هر روز استفاده می کنیم را کاهش دهید
ما می‌توانیم از فناوری exascale برای اختراع باتری‌های نسل بعدی استفاده کنیم که ایمن‌تر، ارزان‌تر و طولانی‌تر کار کنند. ما می‌توانیم از آن برای طراحی سوخت‌های هسته‌ای بهتر برای انرژی پاک یا تولید پلیمرهای جدید استفاده کنیم که به طور طبیعی در معرض نور تخریب می‌شوند تا پلاستیک بیشتری در اقیانوس نریزیم. فناوری Exascale به طور قابل توجهی محصولاتی را که ما هر روز استفاده می کنیم افزایش می دهد – و تأثیر آنها را بر محیط زیست کاهش می دهد.