Dünyayı Değiştiren 6 Yüksek Performanslı Bilgi İşlem Uygulaması

Gerçek zamanlı pazar istihbaratı, insan anatomik modellemesi, tahmine dayalı endüstriyel keşif, uzay bilimi ve daha pek çok şey insan keşifleri, yüksek performanslı bilgi işlem sayesinde, mevcut dünyayı hayal bile edilemez bir geleceğe sürükler. (HPC).

Muazzam kaynaklar gerektirmesine rağmen, süper bilgisayarların icadı ve bulut bilişimin yaygın olarak uygulanması sayesinde yüksek performanslı bilgi işlem programları yayılmaya devam ediyor. Bu teknolojiler, akıl almaz hızlı veri işlemeyi destekleyerek hayatı kolaylaştırır.

HPC'nin bazı uygulamaları gelecekte bilimin size nasıl hizmet edeceğini yeniden tasarlıyor. Ama önce, yüksek performanslı bilgi işlem nedir?

Yüksek Performanslı Bilgi İşlem Nedir?

Yüksek performanslı bilgi işlem, bir sistemin muazzam miktarda veriyi işleme ve karmaşık modelleri hızla çalıştırma kapasitesi anlamına gelir. Bu nedenle HPC programları terabaytlar, petabaytlar ve hatta zettabaytlarca veriyi gerçek zamanlı olarak işlemek için büyük bir bilgi işlem gücü gerektirir.

Bu nedenle, HPC bilgi işlem, ağ oluşturma ve veri depolama ilkesine dayanır.

Bununla birlikte, dünyayı etkileyen yüksek performanslı teknolojinin bazı dikkate değer uygulamalarını burada bulabilirsiniz.

1. Öngörücü Kardiyovasküler Sağlık

Hiç şüphe yok ki, kalp yetmezliği hayatı tehdit ediyor. Ve belki de mekanizmalarını anlamaya çalışırken karşılaşılan zorluklardan biri, kalbin çeşitli koşullara anatomik tepkisindeki farklılıklardır. Sonuç olarak, davranışını gerçek zamanlı olarak tahmin etmek zorlaşır.

Neyse ki, bazı HPC tabanlı çözümler geliyor.

Örneğin, IBM, bir savunma laboratuvarı ile birlikte, tarihsel olarak insan kalbinin homeostatik mekanizmalarını moleküler düzeyde simüle etti. dünyanın en hızlı süper bilgisayarları, Sekoya, 2012 yılında.

İnsan kalbini taklit etmek ve yeniden inşa etmek için "Kardioid" adlı ölçeklenebilir bir model oluşturmak için Sequioa'nın yüksek bilgi işlem hızından yararlandılar. Ve yalnızca on veya daha düşük kalp atışını simüle edebilen önceki programların aksine, Kardioid programı binlerce kalp atışını taklit edebilir. Ayrıca, çoğu modelden 300 kat daha hızlıydı.

IBM'in Cardioid projesi, kalp sağlığında devrim yaratan tek yüksek performanslı bilgi işlem programı değil. Dassault Systemes' Yaşayan Kalp Projesi de dikkate değer bir projedir.

Bu nedenle, insanlara uygulanmadan önce simüle edilmiş bir kalp üzerinde test edilen ilaçları ve çeşitli rejimleri görmeyi bekleyebilirsiniz. Bu HPC programları ayrıca ameliyatlar sırasında kardiyovasküler cihazları ve organ yerleşimini iyileştirmeyi vaat ediyor.

2018 yılında Google ayrıca bir derin öğrenme modeli geliştirdi Bu, taranan retina görüntülerinden bilgisayar vizyonunu kullanarak kardiyovasküler hastalık risklerini tahmin eder.

Teknoloji, göz kan damarlarını değerlendirerek ve ardından bunu sistolik kan basıncını tahmin etmek ve diğer risk göstergelerini belirlemek için kullanarak çalışır.

Böyle bir program, kardiyovasküler problemlerin erken tespitine yardımcı olur ve bu da onların önlenmesinin anahtarıdır.

Bununla birlikte, simüle edilmiş elektrokardiyogram (EKG) AI modelleri de ventriküler anomalileri olan kişiler için etkili tanıya yardımcı olmak için ortaya çıkıyor. Sonuç olarak, açık kalp ameliyatları daha başarılı olurken, dünya yeni bir döneme doğru sürükleniyor. Hastaların ve doktorların kalp ameliyatlarının sonuçları konusunda hiç olmadığı kadar emin oldukları bir dönem.

Kardiyovasküler modellemenin başarılı bir uygulamasından biri şu rapordur: CNN sağlık 2015 yılında Nicklaus Çocuk Hastanesi'nde 4 yaşındaki bir kızın kalbinin 3D simülasyonunun görüntüsü. Bu olağanüstü, çünkü cerrahlar hastanın kalbinin simüle edilmiş bir versiyonunu çalıştırabildiler ve gerçek ameliyattan önce en iyi operasyonel prosedürleri öngörebildiler.

2. Viral Genomun Anlaşılması

Viral genom dizilenebilse de, mutasyona uğradığı için istilacı patolojisini gerçek zamanlı olarak anlamak zordur. Ancak yüksek performanslı bilgi işlem sayesinde bu mekanizmaların çığır açan simülasyonları gelişiyor. Ve karar vericilere yardımcı oluyor.

Bu durumda, yüksek performanslı bir bilgi işlem uygulamasının daha yeni bir örneği, CSIRO'lar 2020'nin başlarında bir CSIRO süper bilgisayarında simüle ettikleri COVID-19 tam genomunun keşfi.

CSIRO Data61 ekibi, COVID-19'un insan ACE2 reseptörüne bağlanma mekanizmasını başarılı bir şekilde simüle etti.

COVID-19 aktif olarak mutasyona uğrayan bir virüstür. Ancak hareket mekanizmasının simülasyonu, araştırmacıların gelişen davranışlarının çoğunu anlamalarına yardımcı olmak için uzun bir yol kat ediyor. Böyle bir buluş, yalnızca bilim adamlarının bir aşının COVID-19 viral genomunu hedef alması gerektiğini bilmelerine yardımcı olmuyor. Ama aynı zamanda, şimdiye kadar bilinen en kötü şöhretli bulaşıcı ajanlardan bazıları için öngörücü bir davranış kalıbının geliştirilmesi için bir şablon.

Sonuç olarak, ilaç ve aşı geliştirme, çeşitli bulaşıcı ajanlarla mücadelede daha ucuz, daha hızlı ve daha verimli hale geliyor.

Bunun bilim adamlarının enfeksiyonlara direnebilecek insan süper genlerini tanımlamasına yardımcı olması mümkündür.

3. Otonom Sürüş Teknolojisi

Sürücüsüz bir aracı çalıştırmak için gereken algoritma karmaşıktır ve birçok karmaşık hesaplamayı gerçek zamanlı olarak işlemesi gerekir. Esasen, otonom bir kamyon veya araba, herhangi bir işlevinde gecikmeyi kaldıramaz. Bu nedenle, çalıştırmak için son derece güvenilir bir bilgi işlem hızına ihtiyaçları vardır.

Kaza simülasyonları, engel algılama, duyulara hızlı ve doğru tepki verme, sürücüsüz araçların akıllı ve güvenli bir şekilde gezinmesini sağlayan temel özelliklerdir.

Tabii ki, sürücüsüz arabalar yaratmanın amacı, trafik kazalarını azaltmak ve nereye gidileceğini doğru bir şekilde tahmin etmek için derin öğrenmenin doğruluğundan yararlanmaktır.

Tesla, Waymo, Toyota, Honda, Volkswagen ve diğerleri dahil olmak üzere teknoloji ve otomobil devleri, kamu yol güvenliği standartlarına uygun sürücüsüz arabaları test etme çabalarını yoğunlaştırıyor.

İlişkili: Volkswagen, 2025'e Kadar Yollarda Kendi Kendini Süren Taksilere Sahip Olmayı Planlıyor

Yine de birçok insan kendi kendine giden arabalar konusunda şüpheci. Ancak bu teknoloji başarılı bir şekilde uygulanırsa ulaşımın çehresini değiştirecektir. Ve belki de daha güvenli bir yola ve optimize edilmiş yakıt tüketimine doğru bir sürüşü teşvik edin.

4. Arttırılmış gerçeklik

Gelişen teknolojiler ve bulut bilişimdeki gelişmelerle, artırılmış gerçeklik şüphesiz fantezileri gerçeğe dönüştürecektir.

Artırılmış gerçeklik, satın aldığınız ürünleri seçmenize ve test etmenize yardımcı olabilir. Ve onları fiziksel olarak görüyormuşsun gibi geliyor. AR, giysi ve aksesuar gibi ürünlerin satın almadan önce üzerinizde nasıl göründüğünü test etmeyi mümkün kılar.

Hatta askeri operasyonlarda ortaya çıkıyor. Bir örnek Microsoft'un Entegre Görsel Büyütme Sistemi (IVAS), askerlerin tüm koordinatlarını gerçek zamanlı olarak görmelerine yardımcı olur.

İlişkili: AR Teknolojisinin Günlük Yaşamdaki Uygulamaları

Sporda oyuncular sanal olarak VR teknolojisini kullanarak antrenman bile yapabilirler. Sanal gerçeklik daldırma aynı zamanda gelecekte daha gerçekçi vizyonları teşvik edecek gelişen bir teknolojidir.

Diğerlerinin yanı sıra Microsoft, Google dahil olmak üzere büyük teknoloji şirketleri, bu yüksek performanslı bilgi işlem teknolojisine yatırım yaptı. Ve daha fazla gelişmeyle, TV ve oyun gerçekçi manzaralar ve bakış açılarıyla zenginleştirildiğinde dünyanın şaşkına döneceğini düşünüyoruz.

5. NASA'nın Güneş Hava Durumu İzleme

NASA, 2019'da, güneş havasının bozulmasına neden olan güneş patlamalarına neden olan güneşin aşırı ultraviyole ışınlayan doğasını uzaktan izlemek için yüksek performanslı bilgi işlemden yararlandı.

Güneş sisteminin hava durumu, uzay aracının, uyduların ve güneş istasyonlarının fırlatılmasını etkiler. Bu nedenle, uzayda insan keşfini sürdürmek ve dünyayı korumak için, zamanla güneş havasındaki değişiklikleri izlemek gerekir.

Ve elbette, güneş havasındaki bir bozulma, dünyanın iletim hizmetlerini, özellikle de güneş sistemine şu veya bu şekilde bağlı olanları eşit derecede etkileyebilir.

NASA, güneşin aktivitelerini yakalamak için EVE MEGS-A adlı özel bir uzay aracı kullanır. Ancak yayınlanan araştırma makalesinde belirtildiği Bilim GelişmeleriEVE MEGS-A'nın arızalanması durumunda yeni derin öğrenme modelinin boşluğu dolduracağını söyledi.

Böylece, Frontier Development Lab ile birlikte NASA, güneş gözlemevi cihazını derin bir sinir ağları modeli aracılığıyla başarılı bir şekilde simüle etti. Gerçek zamanlı ve dinamik olduğu için bu çözüm hızlı karar vermeyle sonuçlanır.

Bu, astronotların ve düzenleyici kurumların yaklaşan bir felaketten önce etkili kararlar almasına yardımcı olduğu için, yüksek performanslı bilgi işlemin yaşamı değiştiren bir uygulamasıdır.

6. Uçak Üretimi ve Aerodinamik

Yüksek performanslı bilgi işlem, üretim için de geçerlidir. Birçok endüstri artık bu teknolojiyi, keşfedilmemiş malzemelerin nasıl davrandığını modellemek ve tahmin etmek için kullanıyor. Böylece yeni endüstriyel malzemelerin yaratılmasına bir geçit oluşturur.

Hesaplamalı akışkanlar dinamiği, HPC'nin amacını bulduğu alanlardan biridir. Rüzgar türbinlerinin simülasyonu, havacılık parçaları ve malzemelerin mukavemetinin tahmini, yaşamı değiştiren bazı ürünlerin icadına yol açmıştır.

Örneğin AAI, hesaplamalı akışkanlar dinamiğine dayalı olarak çeşitli havacılık parçalarını modelleyen bir havacılık savunma teknolojisi organizasyonudur. Ancak AAI'nin modeli, daha güvenli uçaklar yapmak için HPC için optimize edilmiş sistemler geliştirmeye odaklanıyor.

Simulia ayrıca bir uçağın dinamik seyir koşullarını simüle etmek için hesaplamalı akışkanlar dinamiğini kullanan bir simülasyon yazılımı geliştirdi. Simulia ve AAI'nin çözümleri, fiziksel test ihtiyacını ve pahalı malzemelerin israfını ortadan kaldırarak üretim maliyetlerini ve zamanı azaltır.

Yüksek Performanslı Bilgi İşlemin Sürüş Teknolojileri

Süper bilgisayarlar ve bulut bilişim, HPC programlarının iki ana itici gücüdür. Alan, hız ve ölçeklenebilirlik sunarlar.

İlişkili: Bozulması Gereken Bulut Hakkında Yaygın Mitler

Şirket içi süper bilgisayarlar, ölçeklendikçe HPC programlarının gerektirdiği çalışma zamanını yakalamak için yetersiz olabilir. Bulut bilişim ölçeklenebilir ve daha hızlı bir alternatif olsa da, uç bilgi işlem gelecekte yüksek performanslı bilgi işlemi domine edebilecek, gelişen bir bulut çözümüdür.

Yüksek Performanslı Bilgi İşlem Programları Yazmanın Bazı Zorlukları Nelerdir?

HPC'nin uygulamaları sınırsızdır ve hayatın tüm yönleriyle kesişir. Bu nedenle, alana özgü HPC programları geliştirirken programcıların o alan hakkında geniş bir bilgi birikimine sahip olmaları gerekir. Aksi takdirde, kodlarının teknik özellikleriyle de başa çıkmaya çalıştıkları için göz korkutucu hale gelir. Ancak diğer bir zorluk, ölçeklenebilir ve uygulanabilir kodun nasıl yazılacağıdır.

Bununla birlikte, yüksek performanslı bilgi işlem, düşündüğünüzden bile daha kısa sürede dünyaya daha fazla gelişme getirecektir.

Ücretsiz Kodlama Öğrenmenin En İyi 7 Yolu

Bedava kodlama öğrenemezsiniz. Bu denenmiş ve test edilmiş kaynaklara bir şans vermedikçe, elbette.

Sonrakini Oku

Yazar hakkında