6 ứng dụng HPC (điện toán hiệu suất cao) làm thay đổi thế giới

Real-time market intelligence, mô hình hóa giải phẫu cơ thể người, các khai phá công nghiệp mang tính dự báo, khoa học vũ trụ và nhiều cuộc thám hiểm khác của con người đã đưa thế giới hiện tại vào một tương lai không thể tưởng tượng được, nhờ một phần không nhỏ vào điện toán hiệu suất cao (High Performance Computing, hay thường gọi tắt là HPC).

Mặc dù đòi hỏi nguồn tài nguyên khổng lồ, các chương trình điện toán hiệu suất cao vẫn tiếp tục được tung ra, nhờ sự phát minh ra siêu máy tính và việc triển khai rộng rãi điện toán đám mây. Những công nghệ này giúp cuộc sống trở nên dễ dàng, hỗ trợ xử lý dữ liệu nhanh chóng.

Một số ứng dụng của HPC đang thiết kế lại cách thức khoa học sẽ phục vụ bạn trong tương lai. Nhưng trước tiên, điện toán hiệu suất cao là gì?

HPC – Điện toán hiệu suất cao là gì?

Điện toán hiệu suất cao đề cập đến khả năng của một hệ thống để xử lý một lượng lớn dữ liệu và chạy các mô hình phức tạp một cách nhanh chóng. Do đó, các chương trình HPC yêu cầu một sức mạnh tính toán khổng lồ để xử lý hàng terabyte, petabyte hoặc thậm chí zettabyte dữ liệu trong thời gian thực.

Do đó, HPC dựa trên nguyên lý kết hợp giữa các thành phần xử lý, thành phần mạng và lưu trữ dữ liệu.

Dưới đây là một số ứng dụng đáng chú ý của điện toán hiệu suất cao đã ảnh hưởng đến thế giới.

>>> Xem thêm: Card Dell PERC H345



1. Dự báo sức khỏe tim mạch

Không nghi ngờ gì nữa, tình trạng suy tim nguy hiểm đến tính mạng. Và có lẽ một trong những thách thức phải đối mặt khi cố gắng tìm hiểu cơ chế hoạt động của nó là sự khác biệt trong phản ứng giải phẫu của tim đối với các điều kiện khác nhau. Do đó, rất khó để dự đoán hành vi của nó trong thời gian thực.

Rất may, một số giải pháp dựa trên HPC đang được đưa ra.

Ví dụ, IBM, cùng với một phòng thí nghiệm quốc phòng, trong lịch sử đã mô phỏng các cơ chế cân bằng nội môi của tim người ở cấp độ phân tử bằng cách sử dụng một trong những siêu máy tính nhanh nhất thế giới, Sequoia, vào năm 2012.

Họ đã tận dụng tốc độ xử lý toán rất cao của Sequioa để xây dựng một mô hình có thể mở rộng được gọi là “Cardioid” để bắt chước và xây dựng lại trái tim con người. Và không giống như các chương trình trước đây chỉ có thể mô phỏng khoảng mười nhịp tim hoặc thấp hơn, chương trình Cardioid có thể bắt chước hàng ngàn nhịp tim. Thêm vào đó, nó nhanh hơn 300 lần so với hầu hết các mô hình khác.

Dự án Cardioid của IBM không phải là chương trình máy tính hiệu suất cao duy nhất cách mạng hóa sức khỏe tim mạch, Dự án Trái tim sống của Dassault Systemes cũng là một chương trình đáng chú ý.

Do đó, bạn có thể mong đợi được thấy các loại thuốc và các phác đồ khác nhau được thử nghiệm trên một trái tim mô phỏng trước khi được sử dụng cho con người. Các chương trình HPC này cũng hứa hẹn cải thiện các thiết bị tim mạch và vị trí các cơ quan trong quá trình phẫu thuật.

Vào năm 2018, Google cũng đã phát triển một mô hình học sâu dự đoán nguy cơ bệnh tim mạch bằng cách sử dụng thị giác máy tính từ hình ảnh võng mạc được quét.

Công nghệ này hoạt động bằng cách đánh giá các mạch máu ở mắt và sau đó sử dụng công nghệ này để dự đoán huyết áp tâm thu và xác định các dấu hiệu nguy cơ khác.

Một chương trình như vậy hỗ trợ phát hiện sớm các vấn đề tim mạch, đây là chìa khóa để ngăn ngừa chúng.

Điều đó nói rằng, các mô hình AI mô phỏng điện tâm đồ (ECG) cũng đang phát triển để hỗ trợ chẩn đoán hiệu quả cho những người bị dị tật tâm thất. Do đó, trong khi các ca phẫu thuật tim hở ngày càng thành công, thế giới đang trôi về thời đại mà bệnh nhân và bác sĩ tin tưởng hơn về kết quả của các ca phẫu thuật tim hơn bao giờ hết.

Một ứng dụng thành công của mô hình tim mạch là báo cáo của CNN về sức khỏe mô phỏng 3D trái tim của một bé gái 4 tuổi tại Bệnh viện Nhi đồng Nicklaus vào năm 2015. Điều đó thật phi thường, khi các bác sĩ phẫu thuật có thể phẫu thuật một phiên bản mô phỏng trái tim và hình ảnh của bệnh nhân, các quy trình hoạt động tốt nhất trước khi phẫu thuật thực sự.

>>> Xem thêm: Card Dell PERC H355



2. Tìm hiểu bộ gen virus

Mặc dù bộ gen của virus có thể được giải trình tự, nhưng việc hiểu được bệnh lý xâm lấn của nó trong thời gian thực là rất khó vì nó đột biến. Nhưng nhờ tính toán hiệu suất cao, các mô phỏng đột phá của các cơ chế này đang phát triển. Và nó giúp những người ra quyết định.

Một ví dụ gần đây hơn về ứng dụng máy tính hiệu suất cao, trong trường hợp này là việc CSIRO khám phá bộ gen hoàn chỉnh COVID-19, mà họ đã mô phỏng trên siêu máy tính CSIRO vào đầu năm 2020.

Nhóm CSIRO Data61 đã mô phỏng thành công cơ chế liên kết của COVID-19 với thụ thể ACE2 ở người.

COVID-19 là một loại virus đột biến tích cực. Nhưng việc mô phỏng cơ chế hoạt động của nó sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu được hầu hết các hành vi đang phát triển của nó. Một bước đột phá như vậy không chỉ giúp các nhà khoa học biết được vắc xin nên nhắm mục tiêu vào đâu trên bộ gen của virus COVID-19. Nhưng nó cũng là một khuôn mẫu để phát triển một mô hình hành vi dự đoán cho một số tác nhân lây nhiễm khét tiếng nhất từng được biết đến.

Do đó, việc phát triển thuốc và vắc-xin trở nên rẻ hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn trong việc chống lại các tác nhân lây nhiễm khác nhau.

Có thể điều này có thể giúp các nhà khoa học xác định các bộ “siêu gen” của con người có thể chống lại các bệnh nhiễm trùng.

3. Công nghệ lái xe tự động

Thuật toán cần thiết để vận hành một chiếc xe không người lái rất phức tạp và nó phải xử lý nhiều phép tính phức tạp trong thời gian thực. Về cơ bản, một chiếc xe tải hoặc ô tô tự hành không thể để xảy ra sự chậm trễ trong bất kỳ chức năng nào của nó. Do đó, chúng cần một tốc độ tính toán đáng tin cậy cao để chạy.

Mô phỏng tai nạn, phát hiện chướng ngại vật, phản ứng nhanh và chính xác bằng các giác quan là những đặc điểm chính của phương tiện không người lái để điều hướng thông minh và an toàn.

Tất nhiên, mục đích của việc tạo ra ô tô tự lái là tận dụng độ chính xác của việc học sâu để giảm va chạm trên đường và dự đoán chính xác nơi cần điều hướng.

Những gã khổng lồ công nghệ và ô tô, bao gồm Tesla, Waymo, Toyota, Honda, Volkswagen, … đang tăng cường nỗ lực thử nghiệm những chiếc xe không người lái tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn giao thông đường bộ.

Mặc dù vậy, nhiều người vẫn nghi ngờ về xe tự lái. Nhưng công nghệ này nếu được triển khai thành công sẽ làm thay đổi bộ mặt giao thông vận tải. Và có lẽ thúc đẩy một hướng đi đến một con đường an toàn hơn và tiêu thụ nhiên liệu tối ưu hóa.

Công ty cổ phần thương mại Máy Chủ Hà Nội

- Trụ sở Hà Nội: Tầng 1,2,4 - Tòa nhà PmaxLand số 32 ngõ 133 Thái Hà - Q. Đống Đa

Hotline mua hàng Hà Nội: 0979 83 84 84 Điện thoai: 024 6296 6644

- CN Hồ Chí Minh: Lầu 1- Tòa nhà 666/46/29 Đường 3/2- Phường 14 - Quận 10

Hotline mua hàng Hồ Chí Minh: 0945 92 96 96 Điện thoai: 028 2244 9399

- Email: [email protected]

- website: https://maychuhanoi.vn/

- facebook: https://www.facebook.com/maychuhanoi