Εκπαίδευση, Επιστήμη, Κυβερνοασφάλεια, Τεχνολογία

Υπερ-υπολογιστής: Ορισμός, χαρακτηριστικά και η επιρροή του στην επιστημονική και τεχνολογική ανάπτυξη της χώρας

Οι “Υπερυπολογιστές” είναι υπολογιστικά συστήματα που αξιοποιούνται σε επιστημονικές εφαρμογές, οι οποίες απαιτούν την εκτέλεση πολλών εκατομμυρίων μαθηματικών πράξεων ή την επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων. Συγκεκριμένα, μπορούν να εκτελούν την ίδια λειτουργία για την αποθήκευση και την επεξεργασία των δεδομένων με έναν κοινό προσωπικό υπολογιστή, αλλά σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα. Οι πιο παλιοί υπολογιστές ταξινομόντουσαν σε IPS (Instructions Per Second = Εντολές Ανά Δευτερόλεπτο), οι υπερυπολογιστές, ωστόσο, ταξινομούνται σε FLOPS (FLoating point Operations Per Second = πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο). Ως εκ τούτου, όσο μεγαλύτερος είναι αυτός ο αριθμός, τόσο πιο ισχυρός είναι o υπερυπολογιστής. Αυτή την στιγμή ο ταχύτερος υπερυπολογιστής στον κόσμο είναι ο Frontier, που αναπτύχθηκε από την Hewlett Packard Enterprise, και βρίσκεται στο Τενεσί των Ηνωμένων Πολιτειών.

Οι υπερυπολογιστές αποτελούνται από χιλιάδες επεξεργαστές και χρησιμοποιούνται σε μεγάλα εργαστήρια για πολύ απαιτητικές προσομοιώσεις. Ειδικότερα, χρησιμοποιούνται για την βελτίωση των μοντέλων πρόγνωσης, τη προσομοίωση φαινομένων σε διάφορα επίπεδα από τα υπο-ατομικά σωματίδια έως τους αστέρες και το σύμπαν, τη μελέτη ενώσεων παραδείγματος χάριν τη σχεδίαση νέων υλικών, καθώς επίσης και τη μελέτη βιολογικών διεργασιών και πιθανών τρόπων παρέμβασης, όπως για παράδειγμα την ανακάλυψη νέων φαρμάκων.

Η αγορά υπερυπολογιστών αποτελεί σημαντικό ζήτημα για την αύξηση των εφαρμογών σε διαφορετικές βιομηχανικές εφαρμογές, όπως είναι η τεχνητή νοημοσύνη και η θεωρητική έρευνα της φυσικής με πολύπλοκα μαθηματικά προβλήματα τα τελευταία χρόνια σε συνδυασμό με την αύξηση της ζήτησης για αυτοκίνητα που χρησιμοποιούν αεροδυναμικές τεχνολογίες.

Η ανάγκη για τους υπερυπολογιστές έχει αυξηθεί σημαντικά με την υιοθέτηση από αρκετές επιχειρήσεις τεχνολογιών που βασίζονται σε δεδομένα, όπως το cloud computing, που τους χρησιμοποιούν για να χειρίζονται και να διαχειρίζονται αποτελεσματικά τεράστιους όγκους δεδομένων. Η ανάπτυξη και η καινοτομία στην άμυνα και την ασφάλεια διαφόρων χωρών έχουν οδηγήσει αρκετές κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο να επενδύσουν σε υπερυπολογιστές, για να ενισχύσουν τη συνολική κυβερνοασφάλεια των κρατικών δεδομένων και των περιπτώσεων στρατιωτικής χρήσης τους προς τον σκοπό της βελτίωσης των αμυντικών στρατηγικών και των όπλων. Αυτός αποτελεί έναν από τους παράγοντες ανάπτυξης στην αγορά υπερυπολογιστών και η χρήση καινοτόμων υπερυπολογιστών στον κλάδο της κυβερνοασφάλειας και της άμυνας επηρεάζει σημαντικά την παγκόσμια ζήτησή τους.

Στην Ελλάδα ένας νέος «υπερυπολογιστής» έχει κάνει την εμφάνιση του με σκοπό την ενίσχυση των δυνατοτήτων για τα εγχώρια ακαδημαϊκά και ερευνητικά ιδρύματα. Ο υπερυπολογιστής αυτός εν ονόματι «ΔΑΙΔΑΛΟΣ (DAEDALUS)», αποτελεί ένα έργο χρηματοδοτούμενο από το Εθνικό Σχέδιο Ανάκαμψης και Ανθεκτικότητας «Ελλάδα 2.0» με τη χρηματοδότηση της Ευρωπαϊκής Ένωσης – NextGenerationEU, το Πρόγραμμα Δημοσίων Επενδύσεων, καθώς και από τον ευρωπαϊκό οργανισμό European High Performance Computing Joint Undertaking – EuroHPC JU και συνολικό προϋπολογισμό των 41,9 εκατ. Ευρώ.

Ο «Δαίδαλος» επρόκειτο να αποτελέσει τον μεγαλύτερο υπερυπολογιστή (high performance computer – HPC) στην Ελλάδα και έναν από τους πιο ισχυρούς στην Ευρώπη, ενώ εκτιμάται ότι θα βρίσκεται και στη λίστα των κορυφαίων 500 συστημάτων παγκοσμίως σε επιδόσεις (Τ500). Επιπλέον, ο «Δαίδαλος» θα έχει ισχύ της τάξεως των 60 petaFlops, ήτοι εξήντα τρεις πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο.

Τέλος, ο νέος υπέρ-υπολογιστής θα έχει κεντρικό ρόλο, μεταξύ άλλων, στην έρευνα για την ανάπτυξη νέων πιο αποτελεσματικών και αξιόπιστων υπηρεσιών για την εξυπηρέτηση των πολιτών μέσω αιτημάτων σε φυσική γλώσσα, για την εξατομικευμένη ιατρική, την πυροπροστασία, τον χωροταξικό σχεδιασμό, αλλά και για την έξυπνη κινητικότητα και στα αυτόνομα οχήματα.

Πηγές:

https://builtin.com/hardware/supercomputers 

https://www.knowledge-sourcing.com/resources/blogs/how-supercomputers-are-transforming-science-and-technology/ 

https://www.cnn.gr/tech/story/426159/ton-diko-tis-yperypologisti-apokta-i-ellada

https://www.hpc.grnet.gr/supercomputer/