Pokud se podíváme do historie, zjistíme, že důležité vědecké milníky jsou důsledkem globálního soutěžení několika velmocí. Ukázkovým příkladem je závod v šedesátých letech mezi SSSR a USA, kteří se pokoušeli o mnoho astrologických 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 dokážou 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 a neuronovými sítěmi.

Ve skutečnosti, HPC (high performance computing) již 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.

1. Využití dat pro zvládání změn klimatu

Změny v klimatu tvoří nezbytnou 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 po větrnou rychlost za účelem vypočítání nejúčinnější pozice pro svou flotilu větrných turbín. Pro lepší vizualizaci a zpracování dat „zaměstnal“ HPC od Lenova a použitím big data a strojového učení na údaje o počasí (shromážděné dříve a v reálném čase) vytvořil Vestas 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.

2. Zdokonalení lékařských diagnostik a léčby, od onemocnění sítnice až po léčbu rakoviny

Průměrný věk na dožití ve většině zemí roste, stejně rychle ale roste i komplexnost zdravotní péče.

HPC dnes napomáhá k zdokonalení a k urychlení diagnózy onemocnění, stejně tak se snaží zjistit nejlepší způsob léčby. Například dokáží identifikovat odchylky na základě snímku pacienta, které 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 mnoha případech nebyl k dispozici dostatek obrazů k hlubšímu zkoumání neuronové sítě, hlavní výzvou bylo diagnostikovat širokou škálu sítnicových onemocnění, od diabetické retinopatie až po ztrátu centrálního vidění. Avšak vědci pokročili, opakovaným používáním modelů testovaných na větších souborech dat si ulehčili detekci problémů s omezenějšími daty. Díky tomu, tento systém lze nyní použít k diagnostice všech druhů nemocí, a to i pro vzácnější onemocnění.

Tato technologie má 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.

3. Lepší technologie 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 obvykle znamená i větší spotřebu energie. Znamená to, že podniky musí hledat účinnější způsoby, jak provozovat své systémy, pokud mají zůstat dlouhodobě udržitelné. Lenovo proto přišlo s technologií Neptune, se kterou využívá k chlazení vodu. Pomáhá tak kapalinou chladit procesory a počítačovou skříň, čímž minimalizuje potřebu energeticky náročných chladících systémů.

Tento průlomový systém byl nainstalován v datovém centru v Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) v Mnichově, díky tomu 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.