[Guest Post] ฟูจิตสึจับมือริเก้น ร่วมพัฒนาซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Fugaku ของญี่ปุ่น เร็ว-แรงที่สุดในโลก

ฟูจิตสึจับมือริเก้น ร่วมพัฒนาซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Fugaku ของญี่ปุ่น เร็ว-แรงที่สุดในโลก เปิดให้นักวิจัยทั่วโลกเข้าถึงทรัพยากรประมวลผลระดับชั้นนำ

 

บริษัท ริเก้น (RIKEN), องค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ (Research Organization for Information Science and Technology – RIST) ของญี่ปุ่น และฟูจิตสึ ร่วมกันประกาศความสำเร็จในการพัฒนาและการเริ่มต้นใช้งานร่วมกันสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Fugaku ซึ่งริเก้นและฟูจิตสึได้ดำเนินการพัฒนาร่วมกันมาตั้งแต่ปี 2557

ในวันเดียวกันนี้ ริเก้นและ RIST ได้เริ่มต้นนำเสนอระบบดังกล่าวสำหรับการใช้งานร่วมกัน โดยเปิดให้นักวิจัยและผู้ใช้งานหลากหลายกลุ่มในแวดวงวิชาการและภาคอุตสาหกรรมเข้าใช้งานระบบประมวลผลที่ว่านี้

1．ภาพรวม

Fugaku เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของญี่ปุ่นที่ได้รับการพัฒนาเป็นระบบหลักสำหรับนวัตกรรมโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผลประสิทธิภาพสูง (High-Performance Computing Infrastructure – HPCI) โดยได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงศึกษา วัฒนธรรม กีฬา วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีของญี่ปุ่น เมื่อปี 2557 ริเก้นและ  ฟูจิตสึได้เริ่มต้นการพัฒนา Fugaku ร่วมกัน และได้ทำการส่งมอบแร็คทั้งหมดเมื่อเดือนพฤษภาคม 2563  นับจากนั้นเป็นต้นมา บริษัททั้งสองได้พัฒนาและปรับแต่งสภาพแวดล้อมการใช้งานเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการใช้งานร่วมกัน

ขณะเดียวกัน Fugaku ครองตำแหน่งอันดับ 1 ของโลกเป็น 2 สมัยติดต่อกันเมื่อเดือนมิถุนายนและพฤศจิกายน 2563 โดยครอบคลุมใน 4 สาขาสำหรับการจัดอันดับคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง ซึ่งได้แก่ TOP500, HPCG, HPL-AI และ Graph 500 และถูกทดลองใช้งานภายใต้ “โครงการส่งเสริมการวิจัยบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Fugaku” รวมไปถึง “โครงการวิจัยเพื่อต่อสู้กับ COVID-19” และโครงการอื่นๆ ตั้งแต่เดือนเมษายน 2563 เป็นต้นมา  ในการทดลองใช้งานดังกล่าว มีสองโครงการ นั่นคือ “การศึกษาเกี่ยวกับแบบจำลองของไหลเชิงตัวเลขขนาดใหญ่” และ “การคำนวณด้านอุตุนิยมวิทยาที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา” ที่ได้รับเลือกให้ผ่านเข้ารอบสุดท้ายสำหรับการพิจารณาตัดสินรางวัล ACM Gordon Bell Prize  นอกจากนี้ การวิจัยเกี่ยวกับ “การคาดการณ์และการรับมือกับการติดเชื้อจากหยดของเหลวที่ปนเปื้อนเชื้อไวรัสในสภาพแวดล้อมภายในอาคาร” ได้ก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงต่อรูปแบบการดำเนินชีวิตของประชาชน และ Fugaku ได้ดำเนินการคืบหน้าอย่างต่อเนื่องในการทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มด้านเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับงานด้านวิทยาศาสตร์ รวมถึงการสร้างสังคมยุคใหม่ หรือ Society 5.0

ริเก้นและฟูจิตสึจะยังคงร่วมมือกันเพื่อรองรับการใช้งาน Fugaku อย่างมีเสถียรภาพ ควบคู่ไปกับการแก้ไขปัญหาสังคมและการเร่งงานวิจัยที่สำคัญ โดยอาศัยการพัฒนาเทคโนโลยีปฏิบัติการที่ดีที่สุดในโลก รวมถึงการปรับปรุงสภาพแวดล้อมการใช้งาน และการพัฒนาและจัดหาเทคโนโลยีที่หลากหลายสำหรับระบบประมวลผลซูเปอร์คอมพิวติ้ง

นอกจากนั้น RIST ซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยงานส่งเสริมการใช้งานสิ่งอำนวยความสะดวกภาครัฐ ได้คัดเลือก 74 โครงการสำหรับการใช้งานของภาครัฐและภาคอุตสาหกรรมในปีงบประมาณ 2564 โดยเปิดให้มีการจัดส่งรายงานข้อเสนอสำหรับโครงการต่างๆ ทั้งนี้เพื่อให้ “โครงการส่งเสริมการวิจัยบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Fugaku” สามารถดำเนินการได้อย่างต่อเนื่อง และนักวิจัยจากหน่วยงานต่างๆ สามารถเริ่มต้นใช้งานระบบคอมพิวเตอร์ดังกล่าวได้อย่างเต็มที่ในทันทีที่มีการเปิดให้ใช้งาน Fugaku ร่วมกัน  ปัจจุบัน RIST กำลังเปิดรับรายงานข้อเสนอในหลากหลายสาขา และนักวิจัยที่สนใจสามารถสมัครเข้าร่วมโครงการดังกล่าวได้

2．การใช้งาน Fugaku และการพัฒนาในอนาคต

Fugaku ครองอันดับซูเปอร์คอมพิวเตอร์สูงสุด 4 สาขาจากการจัดอันดับระบบประมวลผลประสิทธิภาพสูงรายการสำคัญๆ ของโลกใน 2 รอบระยะเวลาติดต่อกัน และใช้ประโยชน์จากศักยภาพของระบบอย่างเต็มที่เพื่อแก้ไขปัญหาด้านสังคมและวิทยาศาสตร์  ด้วยพลังประมวลผลที่โดดเด่น Fugaku จะมีบทบาทสำคัญในการสร้างสังคมยุคใหม่ หรือ Society 5.0 รวมไปถึงสังคมอัจฉริยะ Super Smart Society โดยอาศัยเทคโนโลยีต่อไปนี้

แบบจำลอง (Simulation)

Fugaku ให้ประสิทธิภาพในการรันแอพพลิเคชั่นสูงกว่า K computer ถึง 100 เท่า จึงสามารถรองรับการสร้างแบบจำลองแบบ “ความละเอียดสูง” “ระยะเวลานาน” “ขนาดใหญ่” และ “หลายกรณี” โดยคาดว่าจะก่อให้เกิดผลกระทบที่หลากหลาย ตั้งแต่การแก้ไขปัญหาสังคมที่พบเห็นโดยทั่วไป ไปจนถึงการปรับปรุงความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับแก่นแท้ของวิทยาศาสตร์

ปัญญาประดิษฐ์ (AI), วิทยาศาสตร์ข้อมูล

AI รุ่นอนาคตที่ใช้ Deep Learning จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรซูเปอร์คอมพิวติ้งขนาดใหญ่และการประมวลผลที่หนักหน่วง  ซีพียูของ Fugaku มีประสิทธิภาพสูงใน “การดําเนินการคอนโวลูชัน” (Convolution Operation) ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของ Deep Learning และเชื่อมโยงผ่านเครือข่ายเข้ากับระบบสื่อสารที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่า และจะถูกใช้สำหรับงานวิจัยด้าน AI และวิทยาศาสตร์ข้อมูล

การผสานรวมแบบจำลองและ AI/วิทยาศาสตร์ข้อมูล

Fugaku รองรับการผสานรวมแบบจำลองเข้ากับ AI และวิทยาศาสตร์ข้อมูลที่ระดับสูงที่สุดในโลก  ตัวอย่างเช่น AI สามารถใช้ค้นหาค่าพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลอง และคาดการณ์ผลลัพธ์ของแบบจำลอง  ในทางกลับกัน แบบจำลองจะสามารถสร้างข้อมูลจำนวนมากให้แก่ AI เพื่อใช้ในการเรียนรู้

การประยุกต์ใช้วิธีการเหล่านี้กับ Fugaku จะก่อให้เกิดผลลัพธ์ที่คาดการณ์ไว้ดังต่อไปนี้:

・การเร่งพัฒนายารักษาโรคชนิดใหม่ ด้วยแบบจำลองการคิดค้นยาที่มีความแม่นยำและความเร็วสูง

・การตรวจพบโรคแต่เนิ่นๆ และการพัฒนาการแพทย์เชิงป้องกัน โดยอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลบิ๊กดาต้าทางการแพทย์และแบบจำลองทางชีววิทยา

・การพยากรณ์อย่างแม่นยำเกี่ยวกับพายุทอร์นาโดและฝนตกหนัก โดยอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลบิ๊กดาต้าเกี่ยวกับสภาพอากาศ

・การจำลองแผ่นดินไหว สึนามิ และเส้นทางการอพยพในระดับเมตร

・การพัฒนาแบตเตอรี่เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดอินทรีย์ที่มีราคาถูกและแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง, การสังเคราะห์แสงประดิษฐ์ (Artificial Photosynthesis), เซลล์เชื้อเพลิงประสิทธิภาพสูงและแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน และการแยกก๊าซมีเทนออกจากสารประกอบมีเทนไฮเดรต

・การพัฒนาแม่เหล็กถาวรที่ประกอบด้วยธาตุหายากในปริมาณน้อยสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและรถไฟฟ้า

・การเพิ่มความรวดเร็วในการสร้างอุปกรณ์และวัสดุใหม่ๆ สำหรับอุตสาหกรรมแห่งอนาคต

・การลดเวลาและค่าใช้จ่ายสำหรับการพัฒนา ด้วยใช้แบบจำลองแทนการทดสอบที่แท้จริงบางส่วนสำหรับเครื่องบินและรถยนต์

・การค้นหาข้อมูลเชิงลึกเพิ่มมากขึ้นเพื่อตอบคำถามพื้นฐานทางด้านวิทยาศาสตร์ เช่น สสารเกิดขึ้นในจักรวาลเมื่อไรและอย่างไร

3．ความคิดเห็นจากสมาชิกคนสำคัญของโครงการ

ฮิโรชิ มัตสุโมโตะ ประธานบริษัท ริเก้น กล่าวว่า “นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นสำหรับ Fugaku และเราคาดหวังว่าระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์นี้จะแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยิ่งใหญ่อย่างแท้จริงในอนาคต  เหนือสิ่งอื่นใด Fugaku เป็นเทคโนโลยีสำคัญของประเทศญี่ปุ่น และเราจะจัดการดูแลระบบดังกล่าวด้วยความมุ่งมั่นและความรับผิดชอบ เพื่อก่อให้เกิดผลลัพธ์ด้านการวิจัยที่จะช่วยเสริมสร้างสังคมที่แข็งแรงและยั่งยืน รวมไปถึงการหลีกเลี่ยงภัยธรรมชาติ และการใช้พลังงานอย่างเหมาะสมมากขึ้น โดยเป้าหมายสำคัญสูงสุดคือ การสร้างสังคมอัจฉริยะยุคใหม่ Society 5.0 ตามวิสัยทัศน์ของรัฐบาล  นอกจากนี้ เราพร้อมที่จะนำเสนอทรัพยากรประมวลผลและสภาพแวดล้อมการใช้งานที่ดีที่สุดสำหรับนักวิจัยทั่วโลก”

ยาสุฮิเดะ ทาจิมะ ประธานองค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ (RIST) กล่าวว่า

“ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง Fugaku พร้อมที่จะเริ่มต้นการทำงานอย่างเต็มรูปแบบ  เราคาดหวังว่า ‘สมองกล’ ที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยสร้างขึ้นนี้จะช่วยให้เราขยายขอบเขตความรู้ความเข้าใจ และรับทราบข้อมูลแบบเจาะลึกมากขึ้นเกี่ยวกับพื้นฐานของสสารทั้งในห้วงเวลาและสถานที่ ทั้งยังช่วยให้เราปรับปรุงการวิเคราะห์เชิงโครงสร้างและฟังก์ชั่นเกี่ยวกับชีวิต สังคม และอุตสาหกรรม เพิ่มความแม่นยำในการพยากรณ์ และออกแบบอนาคตที่ดีให้กับมนุษยชาติ  RIST มุ่งมั่นที่จะสานต่อภารกิจในการเสริมสร้างศักยภาพของ Fugaku ควบคู่ไปกับการเพิ่มความสะดวกในการใช้งานให้แก่ผู้ใช้หลากหลายกลุ่ม”

ทาคาฮิโตะ โทคิตะ ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายบริหารและ CDXO บริษัท ฟูจิตสึ กล่าวว่า “ฟูจิตสึมีบทบาทสำคัญในการพัฒนา Fugaku ตั้งแต่ขั้นตอนแรกๆ และเรารู้สึกยินดีเป็นอย่างยิ่งกับการเฉลิมฉลองเหตุการณ์ที่สำคัญในวันนี้  Fugaku เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ได้รับ 4 รางวัลจากการจัดอันดับโลกในรายการสำคัญๆ ด้วยสมรรถนะที่โดดเด่นเหนือชั้นในด้านต่างๆ รวมถึงการวิเคราะห์ข้อมูลบิ๊กดาต้าและปัญญาประดิษฐ์ (AI) รวมไปถึงการสร้างแบบจำลองซิมูเลชั่น ซึ่งถือเป็นจุดแข็งที่สำคัญของซูเปอร์คอมพิวเตอร์  นอกเหนือจากความสำเร็จด้านเทคโนโลยีดังกล่าวแล้ว Fugaku ยังมีศักยภาพที่แข็งแกร่งในการช่วยพัฒนาโลกของเราให้น่าอยู่และยั่งยืนยิ่งขึ้น  ผมหวังเป็นอย่างยิ่งว่าเมื่อเราเริ่มต้นการใช้งานร่วมกันอย่างเป็นทางการในครั้งนี้ Fugaku จะทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มหลักที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถคิดค้นนวัตกรรมและสร้างสรรค์คุณประโยชน์ในรูปแบบใหม่ ซึ่งจะนำไปสู่การแก้ไขปัญหาท้าทายด้านสังคมและสิ่งแวดล้อมที่โลกของเรากำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบัน”

ซาโตชิ มัตสุโอกะ ผู้อำนวยการศูนย์วิทยาศาสตร์ประมวลผลริเก้น (RIKEN Center for Computational Science – R-CCS)  กล่าวว่า “ในช่วงเวลาหนึ่งทศวรรษนับตั้งแต่ที่เริ่มต้นการออกแบบ โครงการ Fugaku ได้รวบรวมบุคลากรชั้นนำของญี่ปุ่นที่มีความรู้ความเชี่ยวชาญในด้านซูเปอร์คอมพิวติ้ง ทั้งจากภาครัฐ ภาคอุตสาหกรรม และแวดวงวิชาการ และบุคลากรเหล่านี้ได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างระบบประมวลผลประสิทธิภาพสูงระดับโลกที่มุ่งเน้นการรองรับแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย  ด้วยความพยายามดังกล่าว ส่งผลให้ญี่ปุ่นกลายเป็นผู้นำระดับโลกในด้านเทคโนโลยีไอที รวมถึงการพัฒนาซีพียูอเนกประสงค์ที่มีประสิทธิภาพสูงและก้าวล้ำที่สุดในโลก และเราได้บรรลุผลลัพธ์ที่เป็นรูปธรรมมากมายในส่วนของการประยุกต์ใช้งาน เช่น การต่อสู้กับการแพร่ระบาดของ COVID-19  ศูนย์ฯ ของเราจะมุ่งมั่นทำการวิจัยและพัฒนาอย่างไม่หยุดยั้งเพื่อเสริมสร้างความแข็งแกร่งให้กับ Fugaku และพัฒนาระบบประมวลผลให้ก้าวล้ำมากยิ่งขึ้นในอนาคต  แน่นอนว่า Fugaku จะมีบทบาทสำคัญในฐานะโครงสร้างพื้นฐานหลักสำหรับการสร้างสังคมยุคใหม่ตามวิสัยทัศน์ Society 5.0 และมีส่วนร่วมในการพัฒนาต่อยอดทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม”