Πανίσχυρο εργαλείο με πολλαπλές εφαρμογές στην έρευνα

Τι θα συνέβαινε εάν δεν υπήρχαν οι υπερυπολογιστές; Θα χρειάζονταν... χιλιάδες χρόνια προκειμένου να εκτελεστούν επιστημονικές εφαρμογές που απαιτούν την υλοποίηση πολλών εκατομμυρίων μαθηματικών πράξεων ή την επεξεργασία μεγάλου όγκου δεδομένων. «Λόγω αυτών των απαιτήσεων, τέτοιου είδους προβλήματα είτε θα χρειάζονταν απαγορευτικά μεγάλο χρόνο για να ολοκληρωθούν σε έναν απλό υπολογιστή γραφείου είτε λόγω περιορισμένων πόρων (π.χ. κεντρική μνήμη, αποθηκευτικός χώρος) δεν είναι εφικτό να πραγματοποιηθούν καθόλου», σημειώνει ο κ. Κοζύρης. Οι υπερυπολογιστές, όπως εξηγεί το ΕΔΥΤΕ, ξεπερνούν τους περιορισμούς αυτούς χρησιμοποιώντας

εξειδικευμένο υλικό τελευταίας τεχνολογίας κάθε χρονική στιγμή, εκμεταλλευόμενοι παράλληλα την υπολογιστική ισχύ από πολλαπλές υπολογιστικές μονάδες. Eνας υπερυπολογιστής σήμερα είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα από εκατοντάδες ή και χιλιάδες υπολογιστές (που λειτουργούν ως «κόμβοι») που επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ένα πολύ γρήγορο δίκτυο και οι οποίοι συνεργατικά μπορούν να επιλύουν προβλήματα με μεγάλη ταχύτητα.

Eνας υπερυπολογιστής είναι ένα πανίσχυρο εργαλείο πραγματοποίησης έρευνας. Σήμερα οι υπερυπολογιστές χρησιμοποιούνται για να επιλύσουν μερικά από τα σημαντικότερα προβλήματα της ανθρωπότητας, όπως η προέλευση του Σύμπαντος, η ανακάλυψη νέων φαρμάκων, οι έρευνες για την κλιματική αλλαγή και άλλα. Ενδεικτικές εφαρμογές περιλαμβάνουν, στη Βιοχημεία, τη μελέτη βιολογικών διεργασιών και πιθανών τρόπων παρέμβασης, στη Χημεία,

τη μελέτη ιδιοτήτων ατόμων, ενώσεων (π.χ. σχεδίαση νέων υλικών), στη Φυσική, την προσομοίωση φαινομένων και την ερμηνεία των παρατηρήσεων των αστροφυσικών για το Σύμπαν. Η απεριόριστη λίστα των εφαρμογών που είναι δυνατόν να στηριχθούν στους υπερυπολογιστές περιλαμβάνει τη μελέτη των κλιματολογικών αλλαγών στην Ελλάδα και τους παράγοντες που επηρεάζουν το κλίμα, τη βελτίωση των μοντέλων πρόγνωσης που χρησιμοποιούνται ή τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.

Διαχείριση της COVID-19

Στην Ιαπωνία, ο υπερυπολογιστής Fugaku έπαιξε καταλυτικό ρόλο στη διαχείριση της

πανδημίας, καθώς χρησιμοποιήθηκε για την πραγματοποίηση προσομοιώσεων με (εικονικά) σταγονίδια και αερολύματα του κορωνοϊού ώστε να διαπιστωθεί πόσο αποτελεσματική έναντι της διάδοσης του ιού είναι η χρήση μάσκας.

Οι επιστήμονες, για να μελετήσουν πόσο γρήγορα μεταδίδεται ο κορωνοϊός σε διαφορετικά περιβάλλοντα, όπως το γραφείο, οι σχολικές αίθουσες, τα εστιατόρια, τα θέατρα και τα μέσα μαζικής μεταφοράς, «έτρεξαν» στον υπερυπολογιστή Fugaku σειρά πειραμάτων με αερολύματα και σταγονίδια που ταξιδεύουν μέσω του βήχα. Ετσι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χρήση μάσκας σε συνδυασμό με καλό εξαερισμό περιορίζουν

σημαντικά το ρίσκο μόλυνσης με COVID-19.

Αυτή τη στιγμή, τον μεγαλύτερο υπερυπολογιστή, με το όνομα Frontier, διαθέτουν οι ΗΠΑ: είναι σε θέση να πραγματοποιήσει 1 δισεκατομμύριο πράξεις κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο. Το τρίτο μεγαλύτερο σούπερ κομπιούτερ (Lumi) βρίσκεται στη Φινλανδία και η θερμότητα που θα απορρίπτει θα καλύπτει το 20% των αναγκών θέρμανσης της πόλης Kajaani. Η ποσότητα ενέργειας που παράγει αντιστοιχεί σε αυτήν που παράγουν 4.000-5.000 αυτοκίνητα. H Ελλάδα, παρά την πρόοδο που έχει πραγματοποιήσει, επενδύει με σχετική καθυστέρηση στην ανάπτυξη συστημάτων υπερυπολογιστών.