Chúng tôi nghĩ rằng Internet là kết nối mọi người với nội dung hoặc với nhau thông qua các trang web hoặc cuộc trò chuyện trên web. Nhưng năm nay, gần 5 tỷ thứ sẽ được kết nối với Internet; đến năm 2020, con số này sẽ đạt 25 tỷ, với khối lượng lưu lượng truy cập Internet toàn cầu hàng năm vượt quá khoảng 500 tỷ DVDs (2 zettabytes). Chỉ những siêu máy tính mạnh mẽ có thể thực hiện tính toán lớn và nhanh chóng mới có thể đối phó với lượng dữ liệu ngày càng tăng này.

Tính toán hiệu năng cao trong cuộc sống của chúng ta

Một siêu máy tính là gì? Máy tính hiệu năng cao (hay HPC) là gì? Nó không phải là một PC mạnh mẽ hay lớn (mặc dù các máy tính ngày nay mạnh hơn các máy khổng lồ của quá khứ). Siêu máy tính bao gồm hàng nghìn bộ vi xử lý làm việc song song. Nó đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của chúng ta để xử lý vô cùng lớn mảnh dữ liệu trong thời gian thực với chất lượng và độ chính xác cao. Với khả năng hiểu được sự phức tạp của một lượng thông tin khổng lồ, đến từ nhiều nguồn, phản ứng của chúng ta đối với một số thách thức đã được trả lời của xã hội chúng ta. HPC cho phép chúng ta thiết kế và mô phỏng hiệu quả của thuốc mới, cung cấp chẩn đoán nhanh hơn và điều trị tốt hơn, kiểm soát dịch bệnh và hỗ trợ ra quyết định trong nhiều lĩnh vực như điện hoặc phân phối nước hoặc quy hoạch đô thị. Các ứng dụng trong công nghệ và kỹ thuật là vô số, từ nhiều tòa nhà tiết kiệm năng lượng đến những chiếc xe hơi và máy bay tốt hơn và an toàn hơn.

Điều này có ý nghĩa gì trong thực tế?

Một ngành công nghiệp cạnh tranh hơn

Siêu máy tính là một phần thiết yếu của quá trình số hóa của ngành công nghiệp. Chúng ta không bao giờ có thể thiết kế được máy bay Airbus A380 thế giới mà không có HPC. Nhờ vào mô phỏng dựa trên HPC, ngành công nghiệp ô tô đã giảm thời gian để phát triển nền tảng xe mới từ 60 tháng đến 24, trong khi cải thiện đáng kể sự an toàn và thoải mái. Để khám phá vũ trụ chúng ta cần siêu máy tính. Nhưng những lợi thế của siêu máy tính không chỉ dừng lại ở các trung tâm nghiên cứu lớn. Nhờ vào đám mây và kết nối mạng, mỗi trung tâm nghiên cứu hoặc ngay cả một khởi đầu mới có thể truy cập siêu máy tính như là một dịch vụ.

Lợi ích trực tiếp cho sức khoẻ của chúng tôi

Các siêu máy tính có thể phát hiện những thay đổi di truyền gây ra và khởi phát các khối u một cách đơn giản, nhanh chóng và chính xác trong vài giờ. Đối với những người mới sinh bị ảnh hưởng bởi rối loạn di truyền - nguyên nhân chính gây tử vong ở trẻ sơ sinh trong xã hội hiện đại - thì thời gian là điều cần thiết vì chúng không chứng minh được tất cả các triệu chứng bệnh cổ điển có thể chẩn đoán được. Trong một trường hợp, một ngày siêu máy tính là tất cả những gì cần thiết để phân tích 120 tỷ các trình tự nucleotide, thu hẹp nguyên nhân của bệnh tật của một đứa trẻ thành hai biến thể di truyền. Nhờ đó, điều trị hiệu quả là có thể và em bé vẫn còn sống và tốt 5 năm sau đó.

Dự báo tốt hơn

Thời tiết khắc nghiệt khiến 150.000 người thiệt mạng và 270 tỷ euro kinh tế thiệt mạng ở châu Âu từ năm 1970 đến năm 2012. Siêu máy tính mạnh hơn, chính xác hơn và hơn nữa các nhà khoa học khí hậu có thể dự đoán quy mô và đường đi của bão và lũ lụt và giúp kích hoạt cảnh báo sớm hệ thống. Ví dụ, HPC đã giúp các nhà khoa học khí hậu dự đoán kích thước và con đường của cơn bão St. Jude's vào tháng 10 năm 2013 bốn ngày trước khi nó được hình thành, giúp thực hiện các biện pháp phòng ngừa và giảm thiệt hại.

Có thể tiến bộ khoa học hơn

HPC đã cách mạng hóa cách khoa học được thực hiện. Supercomputing là cần thiết để xử lý các mô hình tính toán tinh vi có thể mô phỏng cấu trúc tế bào và các chức năng của não. Điều này sẽ cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về hoạt động của não và cách chúng ta có thể đối phó với các bệnh như những bệnh liên quan đến lão hóa.

Những tiến bộ khoa học này đang thúc đẩy biên giới nghiên cứu ICT: khoa học dựa trên dữ liệu mới đòi hỏi nhiều năng lực dữ liệu hơn và sức mạnh tính toán, cũng như môi trường "mở" mà các nhà nghiên cứu có thể dễ dàng truy cập và sử dụng tài nguyên dữ liệu và máy tính này. Đây là thực tế mới của "Khoa học mở" và đó là lý do tại sao Ủy ban đang làm việc để thiết lập một "Cloud Khoa học" như một phần của Sáng kiến Thị trường Số Độc quyền của chúng ta.

Ra quyết định đáng tin cậy hơn

Thế giới đang phải đối mặt với một số thách thức ngày càng tăng - ở cấp địa phương cũng như ở quy mô hành tinh. Sự hội tụ của các công nghệ HPC, Big Data và Cloud sẽ cho phép các ứng dụng và dịch vụ mới trong một tình huống ngày càng phức tạp, trong đó các quy trình ra quyết định phải nhanh và chính xác để tránh những thảm hoạ. Các siêu máy tính nằm trong chiến tuyến để phát triển các chính sách công cần thiết, từ an ninh nội địa đến hành động về khí hậu. Đó là lý do vì sao HPC đã trở thành ưu tiên quốc gia ở Hoa Kỳ, Nhật Bản hoặc Trung Quốc.

Máy tính hiệu năng cao ở Châu Âu

Năm ngoái, Ủy ban châu Âu thành lập Quan hệ Đối tác Công tư với Nền tảng công nghệ Châu Âu về HPC để phát triển các công nghệ và ứng dụng HPC. EU đã cam kết 700 triệu Euro từ chương trình Horizon 2020, trong đó khu vực tư nhân cung cấp các quỹ phù hợp. Các khoản đầu tư đầu tiên cho đến nay đã dẫn đến việc thành lập 8 Trung tâm Xuất sắc trong các ứng dụng HPC. Chúng tôi cũng đang đầu tư vào công nghệ lượng tử có thể trở thành biên giới mới cho siêu máy tính. Kết quả đầu tiên rất đáng khích lệ.

Tuy nhiên, EU chỉ có một siêu máy tính xếp hạng 10 trên thế giới. Một nghiên cứu gần đây cho thấy đầu tư của nhà nước và tư nhân cần thiết cho Châu Âu để đạt được vai trò lãnh đạo trong HPC là khoảng 5 tỷ Euro trong 7 năm tới.

Nghiên cứu của chúng tôi xuất bản cho thấy ở Châu Âu đã có sự cải thiện trong khả năng của HPC nhưng cần nhiều hơn nữa. Sự gia tăng theo cấp số liệu, mạng và máy tính có thể trở thành động lực của những thay đổi tích cực trong xã hội chúng ta, những tiến bộ trong năng lực khoa học và tăng năng suất trong toàn bộ nền kinh tế. Vì vậy, chúng ta cần phải tính toán các khoản đầu tư của chúng tôi một cách phối hợp ở quy mô lục địa. Một Quốc gia Thành viên không thể thu hẹp khoảng trống giữa châu Âu và những người chạy nhanh. Một Quốc gia Thành viên không thể tổng hợp nhu cầu của cộng đồng Khoa học.

Mang nhu cầu lớn cùng với năng lực lớn có thể tạo ra một cơ hội duy nhất để tạo ra một hệ sinh thái dữ liệu của châu Âu có thể đem lại lợi ích cho cộng đồng khoa học, ngành công nghiệp và xã hội của chúng ta nói chung.

Nguồn: europa