เทคโนโลยีไอทีและวิศวกรรมวิทยาศาสตร์ประยุกต์ได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในสังคม ตั้งแต่การช่วยตัดสินใจต่างๆ ไปจนถึงยกระดับความรู้ความก้าวหน้าของมวลมนุษยชาติ ทั้งความรู้บนโลกนี้และขยายไปสู่จักรวาลอันไกลโพ้น
ซึ่งซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ หรือการประมวลผลประสิทธิภาคสูง (HPC) ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรค้นคว้า วิจัย และพัฒนาผลักดันนวัตกรรมใหม่ได้จนถึงขีดสุด การใช้ HPC เพื่อทำโมเดลและจำลองเหตุการณ์ต่างๆ ช่วยในการศึกษาระบบที่ปกติไม่สามารถทำได้ หรือทำได้ลำบากในโลกความเป็นจริงอันเนื่องมาจากความซับซ้อน ขนาด หรือธรรมชาติการคงอยู่ที่ยากลำบาก หรือเหตุการณ์ที่อาจเกิดอันตรายได้
การนำความสามารถในการขึ้นโมเดลและจำลองเหตุการณ์ด้วย HPC ที่มีประสิทธิภาพระดับชั้นนำในตลาดมาใช้นั้น จำเป็นอย่างยิ่งต่อภารกิจของหน่วยงานอย่างกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ทั้งในด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม รวมทั้งในหน้าที่ความรับผิดชอบในการดูแลคลังนิวเคลียร์ของชาติ
ในช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมานั้น ได้มีการลงทุนกับเทคโนโลยีที่ยั่งยืนเพื่อสนับสนุนการพัฒนาระบบ HPC ที่ทรงพลังมากขึ้น ทำให้สหรัฐฯ เป็นผู้นำด้านนี้ รวมทั้งได้รับประโยชน์อย่างมากจากระบบดังกล่าวทั้งด้านเศรษฐกิจ พลังงาน และความมั่นคง แต่ในปัจจุบันเราจะเห็นได้ว่ามีหลายชาติหันมาลงทุนกับ HPC กันมากขึ้นจนเกิดกันแข่งขันทั่วโลกอย่างหนัก
เพื่อที่จะรักษาความเป็นผู้นำ และเตรียมพร้อมกับความท้าทายในอนาคตทั้งผลกระทบทางเศรษฐกิจ และภัยความมั่นคงต่างๆ ทำให้ทางการสหรัฐฯ ออกมาเคลื่อนไหวด้านยุทธศาสตร์ HPC ด้วยการผนวกรวมความก้าวหน้าด้านการออกแบบร่วมกัน, การทำโมเดลและจำลองแบบ, การวิเคราะห์ข้อมูล, แมชชีนเลิร์นนิ่ง, และ AI ซึ่งความสำเร็จของการผสานเทคโนโลยีล้ำสมัยเหล่านี้จะทำให้ได้ความสามารถระดับ “Exascale” ที่เป็นก้าวใหม่ที่สำคัญของการประมวลผล
การเพิ่มขึ้นของทั้งหน่วยความจำ สตอเรจ และกำลังการประมวลผลแบบหลายเท่าตัวนี้ ทำให้ระบบแบบเอ็กซ่าสเกลผ่าทุกขีดจำกัดทั้งด้านการผลิต จัดเก็บ และส่งต่อพลังงาน, ด้านวัสดุศาสตร์, การผลิตสารปรุงแต่ง, การออกแบบสารเคมี, การทำงานด้าน AI และแมชชีนเลิร์นนิ่ง, การวิจัยและรักษาโรคมะเร็ง, การประเมินความเสี่ยงแผ่นดินไหว และงานด้านอื่นๆ อีกมากมาย
ด้วยเอ็กซ่าสเกลคอมพิวติง เหล่านักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจะสามารถแก้ปัญหาที่เดิมเคยไม่สามารถทำได้ ซึ่งจะช่วยยกระดับความเป็นอยู่ทั้งชาวอเมริกันเอง และประชากรทั่วโลกขึ้นได้อย่างเป็นรูปธรรม
พัฒนาการครั้งสำคัญของโลกการประมวลผล
ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทำงานเร็วที่สุดในโลกตอนนี้สามารถแก้ปัญหาได้เร็วในระดับเพต้าสเกล หรือเท่ากับ 1 ร้อยล้านล้านรายการ (1015) ต่อวินาทีเลยทีเดียว แต่ถึงแม้ระบบเพต้าสเกลนี้จะทรงพลังในระดับหนึ่ง แต่ความก้าวหน้าครั้งใหม่ที่ล้ำกว่านี้อย่างระดับเอ็กซ่าสเกล จะปฏิวัติโลกการประมวลผลไปโดยสิ้นเชิง ด้วยระดับความสามารถในการแก้ปัญหาที่เหนือชั้น ที่จะเป็นประโยชน์กับชีวิตทุกคนอย่างไม่เคยเป็นมาก่อน
กล่าวง่ายๆ ให้เห็นภาพก็คือ เอ็กซ่าสเกลนั้นเร็วกว่า ทรงพลังกว่าเพต้าสเกลถึงพันเท่า คอมพิวเตอร์เอ็กซ่าสเกลจึงหมายถึงเครื่องที่มีความสามารถในการประมวลผลพันล้านของพันล้านรายการต่อวินาที ซึ่งภาษากรีกคำว่า “Exa” หมายถึงการเอาเลข 1,000 คูณกันเองทั้งหมด 6 ครั้ง ซึ่งเขียนเป็นเลขยกกำลัง 1018 หรือเลข 1 ที่ตามด้วยศูนย์ 18 ตัว
ที่ความเร็วระดับนี้ คอมพิวเตอร์เอ็กซ่าสเกลจะสามารถจำลองกระบวนการต่างๆ ได้ใกล้เคียงความเป็นจริงมากที่สุด ไม่ว่าจะเป็นเรื่องการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ หรือเรื่องที่ส่งผลต่อความมั่นคงของประเทศ เช่น การวิเคราะห์การรักษาอย่างแม่นยำ, การพยากรณ์อากาศ, การผลิตสารเคมี สารปรุงแต่ง, การเปลี่ยนพืชเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ, การหาความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและน้ำที่ใช้, การค้นพบและออกแบบวัสดุทางฟิสิกส์ที่ไม่เคยมีมาก่กอน, ไปจนถึงการวิเคราะห์แรงพื้นฐานที่มีในจักรวาลนี้ เป็นต้น
ที่มา : ExascaleProject
