Pokud se podíváme do historie, zjistíme, že důležité vědecké milníky jsou důsledkem globálního soutěžení několika velmocí. Ukázkovým příkladem je závod v šedesátých letech mezi supervelmocemi SSSR a USA, které se pokoušely o mnoho astronomických poprvé – od prvního letu do vesmíru po prvního člověka na Měsíci. A s Marsem na obzoru mezinárodní závod nekončí.
Zasvěcení jedinci vědí, že v současné době vlády a výzkumné skupiny bojují o dosažení dalšího zajímavého milníku – tzv. exascale computingu. Exascale znamená, že systémy dokáží každou sekundu dokončit výpočty v hodnotě 1 miliardy miliard (kvintilion), což je tisícinásobný nárůst oproti prvnímu petascale superpočítači. Počítač, nebo spíše stroj, by měl přibližně stejnou zpracovatelskou sílu jako lidský mozek – a potenciálně by pomohl s vývojem AI (Artificial Intelligence) a neuronovými sítěmi.
Ve skutečnosti už HPC (High Performance Computing) pomáhá lidstvu s řešením globálních problémů, které jsou daleko mimo dosah možností tradičních počítačů.
Pojďme si přiblížit, jak nám HPC dnes pomáhá řešit tři případy, které se řadí mezi největší globální problémy.
Využití dat pro zvládání změn klimatu
Změny v klimatu už tvoří nedílnou část našeho každodenního života. Horko a nepříjemné léto nejsou až tak děsivé v porovnání otázky života a smrti, které s sebou nesou například tsunami a extrémní výkyvy počasí.
Například průkopník větrné energie Vestas již dříve shromažďoval obrovské množství dat, od atmosférického tlaku až po rychlosti větrů za účelem vypočítání nejúčinnější pozice pro svou flotilu větrných turbín. Pro lepší vizualizaci a zpracování dat Vestas „zaměstnal“ HPC od Lenova a použitím big data a strojového učení na údaje o počasí (shromážděné dříve a v reálném čase) a vytvořil mnohem dynamičtější prediktivní model. Ten dokonce odráží přesnost národních meteorologických agentur jako je například meteorologická kancelář v Londýně (Met Office).
Co to pro nás znamená? Predikce počasí s neuvěřitelnou přesností díky shromáždění a zpracování velkého objemu dat. Mluvíme nejen o předpovědi počasí pro celé město, ale dokonce i pro jednotlivé ulice.
Zdokonalení lékařských diagnostik a léčby
Průměrný věk na dožití ve většině zemí roste, stejně rychle ale roste i komplexnost zdravotní péče. Tomu zase může pomoci zdokonalení lékařských diagnostik a léčby, od onemocnění sítnice až po léčbu rakoviny.
HPC dnes napomáhá k zdokonalení a k urychlení diagnózy onemocnění, stejně tak se snaží zjistit nejlepší způsob léčby. Nasazení HPC například dokáže identifikovat odchylky na základě snímku pacienta, které se pak porovnávají s širšími datovými soubory. Vědci v barcelonském superpočítačovém centru (BSC) zkoumají využití této technologie tím, že pomáhají oftalmologům rychleji detekovat onemocnění sítnice. Vědci použili analytické modely ke zpracování snímku očí pacientů prostřednictvím HPC clusteru – což je jeden z největších evropských superpočítačů, s referenční rychlostí 11,1 PFLOPS. I přesto, že v mnoha případech nebyl k dispozici dostatek obrazů k hlubšímu zkoumání neuronové sítě, hlavním úkolem bylo diagnostikovat širokou škálu sítnicových onemocnění, od diabetické retinopatie až po ztrátu centrálního vidění. Avšak vědci pokročili a opakovaným používáním modelů testovaných na větších souborech dat si ulehčili detekci problémů s omezenějšími daty. Díky tomu lze tento systém nyní použít k diagnostice všech druhů nemocí, a to i pro vzácnější onemocnění.
Tato technologie má i mnoho jiných využití, například s ní lze přesně vymodelovat lidský mozek a zjistit, jak funguje. V souvislosti s tím se projekt v Jülich Supercomputing Center (JSC) v Německu snaží zjistit odpověď na jednu z největších záhad biologie – jak lidský mozek vytváří vědomí. S postupem času se HPC může stát životně důležitým nástrojem pro zdravotní péči na celém světě.
Levnější chlazení pro příští generace
V následujících letech se předpovídá exponenciální nárůst dat. Tento nárůst si ale vyžaduje i stroje, které dokážou zpracovat takový objem informací.
Větší výkon však obvykle znamená i větší spotřebu energie. Znamená to, že podniky musejí hledat účinnější způsoby, jak provozovat své systémy, pokud mají zůstat dlouhodobě udržitelné. Lenovo proto přišlo s technologií vodního chlazení Neptune. Pomáhá chladit lépe a výkonněji jak procesory, tak celou počítačovou skříň, čímž minimalizuje potřebu energeticky náročných chladících systémů. Systém vodního chlazení Neptune byl nainstalován v datovém centru v Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) v Mnichově a díky němu v datacentru zaznamenali o 40 % nižší spotřebu energie.
A jak vypadá budoucnost pro HPC?
„Vypadá to, že v příštím desetiletí dosáhneme úrovně exascale computingu. Je však důležité si uvědomit, že HPC nám pomáhá již teď s řadou globálních problémů, ať už jde o změnu klimatu, diagnostiku onemocnění, nebo udržitelnou spotřebu energie,“ shrnuje Rick Koopman, Technický ředitel pro HPC Lenovo DCG, region EMEA. Toto využití představuje skutečné technologické milníky a je až neuvěřitelné, co vše bude ještě v budoucnu možné.
