ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ : มหาอำนาจความเร็วระดับ Exascale และเบื้องหลังงานคำนวณที่เปลี่ยนอนาคตโลก

ทำความรู้จักซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เครื่องประมวลผลความเร็วสูงระดับ Exascale พาไปดูความต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไป ขุมพลังฝั่งไทย และการเช่าใช้งาน

การจัดการกับโจทย์คำนวณยากๆ และข้อมูลจำนวนมหาศาลในปัจจุบัน จำเป็นต้องพึ่งพาระบบคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและความเสถียรในระดับเหนือชั้น ขีดความสามารถของฮาร์ดแวร์ในการประมวลผลได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย ถือเป็นหัวใจสำคัญในการขับเคลื่อนเทคโนโลยียุคใหม่ แหล่งรวมคู่มือและแนวทางแก้ไขปัญหาไอที พร้อมพาไปรู้จักกับระบบ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญในการคำนวณผลงานวิจัยและงานวิทยาศาสตร์ขั้นสูงที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้ 

นิยามความเร็วแสงของเครื่องประมวลผลสมรรถนะสูง : พลังคำนวณล้านล้านครั้งต่อวินาที

ถ้าพูดถึงความแรงของเครื่อง ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สิ่งที่เห็นได้ชัดที่สุดคือพลังในการคิดคำนวณตัวเลขทศนิยมและสมการคณิตศาสตร์ที่เร็วกว่าอุปกรณ์ทั่วไปหลายเท่าตัว เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น สิ่งที่โน้ตบุ๊กสเปกแรงๆ ในปัจจุบันต้องใช้เวลาทำงานและประมวลผลอย่างต่อเนื่องยาวนานเป็น 100 ปี เครื่องประมวลผลสมรรถนะสูงระดับนี้จะสามารถจัดการจนเสร็จสิ้นได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น

ความเร็วของระบบนี้ไม่ได้วัดเป็นกิกะเฮิรตซ์เหมือนคอมพิวเตอร์ตามบ้าน แต่จะใช้หน่วยวัดที่เรียกว่า FLOPS ซึ่งในปัจจุบันเครื่องระดับแถวหน้าของโลกได้ก้าวข้ามระดับ Petaflops หรือการคำนวณหนึ่งพันล้านล้านครั้งต่อวินาที ไปสู่ระดับ Exascale หรือความเร็วระดับ Exaflops เรียบร้อยแล้ว ซึ่งหมายความว่าตัวเครื่องสามารถคำนวณตัวเลขทศนิยมได้มากกว่าหนึ่งล้านล้านล้านครั้งภายในเวลาเพียงวินาทีเดียว ทำให้รองรับงานหนักๆ ได้อย่างสบาย

เปรียบเทียบความต่างระหว่างคอมพิวเตอร์ในบ้านกับโครงสร้างของ ซูเปอร์ คอมพิวเตอร์

เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น ระบบการทำงานของเครื่องประเภทนี้มีความแตกต่างจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่เราใช้งานกันอยู่ทุกวันในหลายๆ ด้าน

• หน่วยประมวลผลหลัก: คอมพิวเตอร์ทั่วไปจะใช้ CPU เพียงตัวเดียวที่มีแกนสมองไม่กี่คอร์ แต่โครงสร้างของ ซูเปอร์ คอมพิวเตอร์ เป็นการรวมเอา CPU นับแสนคอร์มาทำงานร่วมกับการ์ดจอ (GPU) จำนวนมหาศาลที่เชื่อมต่อกันเป็นกลุ่มก้อน

• การแบ่งงานกันทำแบบขนาน: คอมพิวเตอร์ปกติจะเน้นเคลียร์งานทีละคำสั่งตามลำดับอย่างรวดเร็ว ส่วนระบบคำนวณขั้นสูงจะใช้วิธีหั่นปัญหาใหญ่ๆ ออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยนับล้านชิ้น แล้วกระจายให้เครื่องเซิร์ฟเวอร์ย่อยนับหมื่นเครื่องช่วยกันคิดพร้อมๆ กัน (Parallel Processing)

• ระบบการส่งข้อมูลภายใน: การเชื่อมต่อระหว่างชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์จะใช้สายสัญญาณชนิดพิเศษที่มีช่องทางเดินข้อมูลกว้างมากและมีความหน่วงต่ำ เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาคอขวดในระบบระหว่างที่ต้องรับส่งข้อมูลปริมาณมหาศาล

เกาะติดสมรภูมิระดับโลก : ทำความรู้จักเครื่อง ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ที่เร็วที่สุดในปัจจุบัน

อันดับเครื่องประมวลผลที่แรงที่สุดในโลกมีการอัปเดตและเปลี่ยนมือกันอยู่เรื่อยๆ ข้อมูลล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเครื่อง El Capitan ของสถาบัน Lawrence Livermore National Laboratory ในสหรัฐอเมริกา คือระบบ ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ ที่ครองอันดับหนึ่งของโลกในปัจจุบัน ด้วยความเร็วสูงสุดระดับ 1.742 Exaflops ซึ่งถูกนำไปใช้ในงานจำลองความปลอดภัยของคลังนิวเคลียร์อย่างแม่นยำ โดยที่ทีมวิจัยไม่ต้องทำการทดลองจริงในพื้นที่ นอกเหนือจากนี้ยังมีเครื่องระดับท็อปอย่าง Frontier และ Aurora ที่ทำงานด้วยระบบฮาร์ดแวร์ความหนาแน่นสูง คอยสนับสนุนงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และการทำนายสภาพอากาศโลกที่มีความละเอียดสูง

พลังขับเคลื่อนงานวิจัยไทย : ทำความรู้จักเครื่อง "ลันตา" (LANTA) ซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ แห่งความภาคภูมิใจในอาเซียน

สำหรับในประเทศไทย โครงสร้างระบบคำนวณก็ได้รับการพัฒนาขึ้นมาอย่างยอดเยี่ยมผ่านเครื่อง LANTA หรือ "ลันตา" ซึ่งเป็นเครื่อง ซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ ประสิทธิภาพสูงของบ้านเรา ตัวเครื่องรันระบบอยู่ภายใต้การดูแลของศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูง (ThaiSC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

เมื่อดูที่สเปกฮาร์ดแวร์ภายใน เครื่องลันตาจัดว่าเป็นระบบที่มีความสมดุลสูงมาก ขับเคลื่อนด้วยหน่วยประมวลผล CPU AMD EPYC รวมทั้งหมด 31,744 คอร์ และทำงานร่วมกับการ์ดจอ NVIDIA A100 Tensor Core อีกจำนวน 704 การ์ด ทำให้ตัวเครื่องมีความเร็วในการประมวลผลสูงสุดอยู่ที่ 8.15 PFLOPS ซึ่งถูกนำมาใช้ประโยชน์ในงานสำคัญระดับประเทศหลายด้าน เช่น การคำนวณและทำนายทิศทางฝุ่นละออง PM2.5 ล่วงหน้า การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อควบคุมโรคระบาด รวมถึงการเทรนและพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ภาษาไทยให้มีความฉลาดและเข้าใจคำศัพท์ของบ้านเราได้ดีขึ้น

บทบาทสำคัญของเครื่อง ซุปเปอร์ คอมพิวเตอร์ ในการรันโมเดลภาษาขนาดใหญ่ (LLM) และงานวิจัย AI

กระแสความนิยมของระบบปัญญาประดิษฐ์และแชตบอตอัจฉริยะในทุกวันนี้ เบื้องหลังความเก่งกาจล้วนต้องพึ่งพาพลังของเครื่อง ซุปเปอร์ คอมพิวเตอร์ ในการสอนระบบทั้งสิ้น เนื่องจากโมเดลภาษาขนาดใหญ่หรือ LLM มีตัวแปรซับซ้อนนับแสนล้านพารามิเตอร์ที่ต้องเรียนรู้จากชุดข้อมูลดิบจำนวนมาก การเทรนระบบ AI ระดับนี้จึงต้องใช้วิธีเชื่อมต่อการ์ดจอนับพันตัวเข้าด้วยกันผ่านเครือข่ายความเร็วสูงเพื่อช่วยกันคิดเลข ถ้าไม่มีระบบคำนวณแบบขนานขนาดใหญ่นี้ การพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ขั้นสูงอาจต้องใช้เวลานานเป็นสิบๆ ปีในการประมวลผลข้อมูล

ประเด็นน่ารู้เกี่ยวกับราคา วิธีทำงาน และการขอเข้าเช่าใช้งานเครื่องประมวลผลความเร็วสูง

1 : ความเร็วของเครื่องประมวลผลขนาดใหญ่เหล่านี้วัดกันอย่างไร? และ FLOPS หมายถึงค่าอะไร?

การทดสอบความเร็วจะใช้โปรแกรมมาตรฐานสากลที่ชื่อว่า LINPACK Benchmark โดยมีหน่วยวัดเป็น FLOPS (Floating-point Operations Per Second) ซึ่งบอกให้รู้ว่าในหนึ่งวินาที ตัวเครื่องสามารถคำนวณเลขทศนิยมได้กี่ครั้ง โดยเครื่องยุคปัจจุบันมีความเร็วตั้งแต่ระดับ Petaflops ไปจนถึงระดับ Exaflops

2 : ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใช้ระบบปฏิบัติการ (OS) อะไรในการทำงาน?

เครื่องประมวลผลที่ติดอันดับ TOP500 ของโลกเกือบทั้งหมดทำงานบนระบบปฏิบัติการ Linux เนื่องจากมีความเสถียรสูงมาก สามารถเข้าไปปรับแต่งระบบในระดับรากฐานได้ตามต้องการ และรองรับการทำงานร่วมกับเครื่องเซิร์ฟเวอร์จำนวนมากที่เชื่อมต่อกันได้อย่างปลอดภัย

3 : ทำไมการเทรนโมเดลภาษาขนาดใหญ่ (LLM) ถึงต้องพึ่งพาพลังของระบบคำนวณระดับสูงนี้?

เพราะการสร้างแบบจำลองภาษาต้องวิเคราะห์ข้อมูลสารสนเทศที่เยอะและซับซ้อนมาก ถ้าใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปหรือการ์ดจอปกติอาจต้องรอนานหลายสิบปี แต่การส่งงานมาให้ระบบคำนวณความเร็วสูงที่มีการ์ดจอนับพันตัวช่วยกันประมวลผล จะช่วยย่นระยะเวลาให้เสร็จได้ภายในไม่กี่วันหรือสัปดาห์เท่านั้น

สรุปทิศทางถัดไปของการคำนวณขั้นสูงและการก้าวข้ามขีดจำกัดทางดิจิทัลด้วย ซูเปอร์คอมพิวเตอร์

สรุปแล้ว การพัฒนานวัตกรรมและเทคโนโลยีใหม่ๆ จำเป็นต้องมีระบบฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งคอยหนุนหลัง เครื่อง ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ถือเป็นคำตอบสำคัญในการทลายขีดจำกัดเดิมๆ ของการทำงาน ไม่ว่าจะเป็นการรันโมเดลสมองกล AI การวิเคราะห์โครงสร้างเคมีเพื่อคิดค้นยารักษาโรค หรือการพยากรณ์สภาพอากาศโลก การลงทุนในเทคโนโลยีนี้จึงไม่ใช่แค่เรื่องของความเร็ว แต่คือการสร้างเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการขับเคลื่อนนวัตกรรมดิจิทัลให้อนาคต 

เปิดโลกนวัตกรรมความเร็วแสงที่กำลังเปลี่ยนอนาคตธุรกิจ พร้อมอัปเดตเทรนด์ฮาร์ดแวร์ล้ำสมัยก่อนใครได้ที่ TechClearUp