เมื่อฟิสิกส์มาบรรจบกับการประมวลผลประสิทธิภาพสูง

ทุกๆ ปี บริษัทชั้นนำด้านการประมวลผลประสิทธิภาพสูงจะมารวมตัวกันเพื่อ การประชุม SC. ฉบับปีนี้ SC22พบกับผู้เชี่ยวชาญด้านซูเปอร์คอมพิวติ้งเกือบ 12 คนและผู้ที่ชื่นชอบการเดินทางไปยังดัลลัส รัฐเทกซัส สหรัฐอเมริกาเพื่อฟังการบรรยาย ร่วมมือกับเพื่อนร่วมงาน และพบปะเพื่อนเก่า

หนึ่งในปีนี้ “คนพวกเดียวกัน” เซสชั่น – ที่ได้ชื่อนี้เพราะเป็นพื้นที่สำหรับผู้เชี่ยวชาญในการอภิปรายหัวข้อตามความสนใจส่วนตัวมากกว่าขอบเขตทางวินัย – เน้นที่จุดตัดระหว่าง แมชชีนเลิร์นนิงที่มีข้อมูลฟิสิกส์และการประมวลผลประสิทธิภาพสูง (เอชพีซี). แม้ว่าการจำลองทางฟิสิกส์ที่มีความเที่ยงตรงสูงจะมีความสำคัญในการศึกษาระบบที่ซับซ้อน แต่ก็มีค่าใช้จ่ายสูงในแง่ของพลังการประมวลผล มีวิธีแก้ไขปัญหานี้ เช่น วิธีการฉายภาพทางเลือก แต่มีความแม่นยำจำกัด ในระหว่างการอภิปราย ชุมชนซูเปอร์คอมพิวติ้งและแมชชีนเลิร์นนิงได้นำความเชี่ยวชาญของพวกเขามาใช้ ขณะที่ผู้ใช้ระบบเหล่านี้พูดถึงความท้าทายของตนเอง

“คู่แฝดดิจิทัล” สำหรับโลก

อีกหนึ่งไฮไลท์ของการประชุมสำหรับนักฟิสิกส์คือ การพูดคุยอย่างเต็มที่ by นีลส์ เวดี้ ของศูนย์พยากรณ์อากาศระยะกลางแห่งยุโรป (ECMWF) ปลายทางโลก (เดสติเนชั่น) โครงการ. ความคิดริเริ่มความร่วมมือนี้จากคณะกรรมาธิการยุโรปรวบรวมนักวิทยาศาสตร์จากองค์การอวกาศยุโรป ยูเมทแซท และ ECMWF โดยมีจุดประสงค์เพื่อสร้าง "แฝดดิจิทัล" ของโลก นั่นคือแบบจำลองทางฟิสิกส์ที่ทำหน้าที่เป็นคอมพิวเตอร์จำลองแบบโต้ตอบของโลกของเรา ระยะแรกของโครงการมีกำหนดสิ้นสุดในเดือนมิถุนายน 2024 และในการพูดคุยของเขา Wedi อธิบายว่ามีเป้าหมายหลายประการ:

• การสร้างแนวทางที่ใช้ร่วมกันและเป็นมาตรฐาน (DestinE digital twin engine) สำหรับการพัฒนาแบบจำลองระบบโลกและเชื่อมต่อกับการสังเกตการณ์
• การพัฒนาบริการเพื่อช่วยในการประเมินและคาดการณ์สภาวะสุดโต่งด้านสิ่งแวดล้อมโดยใช้คู่แฝดดิจิทัล “ที่เกิดจากสภาพอากาศและธรณีฟิสิกส์”
• การจัดตั้งบริการเพื่อสนับสนุนนโยบายการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการทดสอบสถานการณ์การลดผลกระทบผ่านแฝดดิจิทัล “การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ”

Wedi ยังตั้งข้อสังเกตว่าทรัพยากรคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ของโลกในปัจจุบันตั้งอยู่ในยุโรป สหรัฐอเมริกา และจีน เขากล่าวว่าการสร้างแฝดดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพของโลกทั้งใบจำเป็นต้องขยายความสามารถนี้เพื่อให้ผู้คนทั่วโลกมีส่วนร่วม

การประมวลผลที่ขอบตรงกับขอบของพื้นที่

ไฮไลท์ฟิสิกส์ขั้นสุดท้ายมาจาก มาร์ค เฟอร์นันเดซซึ่งเป็นผู้ตรวจสอบหลักสำหรับ โปรแกรมคอมพิวเตอร์ Spaceborne ของ Hewlett-Packard Enterprise. เฟอร์นันเดซมีส่วนสำคัญในการนำซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Spaceborne ทำซ้ำทั้งครั้งแรกและครั้งที่สองไปยังสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) และเป็นส่วนหนึ่งของการอภิปราย SC22 เรื่อง “Computing at the Edge: การอภิปรายเกี่ยวกับการสนับสนุนภารกิจอวกาศของสหรัฐฯ ล่าสุด"

ดังที่สมาชิกของคณะผู้อภิปรายได้อธิบายไว้ อุปกรณ์ Edge Computing ช่วยให้สามารถดำเนินการคำนวณที่ซับซ้อนในสถานที่ได้ เช่น บนแท่นขุดเจาะน้ำมัน พื้นโรงงาน หรือภายในสถานีอวกาศ ก่อนที่อุปกรณ์ดังกล่าวจะพร้อมใช้งาน งานคำนวณนี้มักจะต้องถูกส่งไปนอกสถานที่ไปยังส่วนต่างๆ ของเครือข่ายที่สามารถจัดการกับโหลดได้ สิ่งนี้สร้างปัญหา เนื่องจาก “คุณสามารถคำนวณได้เร็วกว่าที่คุณส่งข้อมูลเสมอ” เฟอร์นันเดซบอกฉันในการให้สัมภาษณ์หลังการอภิปราย

วิธีหนึ่งที่เอดจ์คอมพิวติ้งได้แสดงศักยภาพบนสถานีอวกาศนานาชาติแล้วคือ การวิเคราะห์ถุงมือของนักบินอวกาศ. เมื่อใดก็ตามที่นักบินอวกาศกลับมายังสถานีอวกาศนานาชาติหลังจากเดินอวกาศ อุปกรณ์ของพวกเขาจะต้องได้รับการวิเคราะห์เพื่อให้แน่ใจว่ายังปลอดภัยอยู่ วิธีดำเนินการในปัจจุบันคือการส่งภาพถ่ายของถุงมือกลับมายังโลกเพื่อให้ผู้เชี่ยวชาญวิเคราะห์มนุษย์ ซึ่งจะใช้เวลาประมาณห้าวัน ในช่วงเวลานั้น นักบินอวกาศต้องรอเพื่อดูว่าพวกเขาจะสามารถใช้ถุงมือได้อีกหรือไม่ ในทางตรงกันข้าม เมื่อคอมพิวเตอร์ HPE Spaceborne เสร็จสิ้นการ "ฝึกฝน" เกี่ยวกับภาพถุงมือโดยใช้แมชชีนเลิร์นนิงเป็นระยะเวลาหนึ่ง (ใช้เวลานานพอสมควร) มันก็ประสบความสำเร็จในการวิเคราะห์ถุงมือนักบินอวกาศในเวลาไม่กี่วินาที

ในขณะนี้ ระบบตรวจสอบถุงมือนักบินอวกาศของมนุษย์ยังคงอยู่ อย่างไรก็ตาม เฟอร์นันเดซหวังว่าทางเลือกที่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์จะทำให้นักบินอวกาศสามารถออกไปข้างนอกได้หลายวันติดต่อกัน เช่นเดียวกับความพยายามในการสร้างแบบจำลองอนุภาคขนาดเล็กในชั้นบรรยากาศของโลก เมื่อเป็นเรื่องของการสำรวจอวกาศ วิทยาการคอมพิวเตอร์และฟิสิกส์เข้ากันได้อย่างลงตัว เหมือนกับการสวมถุงมือ