Superdatori tika ieviesti 20. gadsimta 60. gados, un kopš tā brīža ik pa laikam varam lasīt, ka aizvien kādā valstī ieviests te jaudīgākais, te ātrākais superdators, bet tas, kas bija ātrākais un labākais vakar, jau rīt var kļūt par vēsturi.
"Interesanta ir vēsture kādos pēdējos varbūt 10 gados, kad Eiropa konstatēja, ka mēs šajā jomā drusciņ atpaliekam no pārējās pasaules, un tad tika nolemts, ka mums arī steidzīgi ir jāattīstās šajā ziņā. Šobrīd jāsaka tā, ka Eiropa ir izvirzījusies "TOP500" trešajā vietā ar vienu superdatoru, kuru uztaisīja Somijā, Kajāni pilsētā. Šogad tam pievienojās vēl viens – Leonardo [Itālijā], kurš ir ceturtajā vietā.
Pie tam LUMI superdators Somijā ir arī trešajā vietā kā zaļākais, jo tur ir hidroelektrostacijas uz tādas upītes starp diviem ezeriem, kas to pilnībā nodrošina ar elektroenerģiju," stāstīja Slaidiņš.
LUMI superdatoram Somijā nepieciešami astoņi ar pusi megavati elektroenerģijas, un tas pagaidām aizņem 150 kvadrātmetru lielu platību, bet nākotnē to plānots palielināt līdz 400 kvadrātmetriem – tas visu laiku tiek papildināts un uzlabots. Tiek vērtēts, ka šobrīd LUMI spējas ir ekvivalentas pusotram miljonam parasto datoru.
Superdatori un superskaitļošana noder sarežģītiem aprēķiniem, tostarp laikapstākļu sistēmu modelēšanai, kodolsprādzienu simulācijai un reaktīvo lidmašīnu projektēšanai. Par superdatoru lietderību dzirdējām arī Covid-19 pandēmijas laikā, kad runa bija par vakcīnu izstrādi.
"Viena no problēmām ir, ka ir jāmeklē varianti, kā vēl varētu paātrināt šo datoru darbību, jo uzdevumi visu laiku attīstās. Jo mēs vairāk darām, jo vairāk gribam izdarīt, un mēs redzam šīs iespējas, ka tas mums daudz ko dod.
Gan skaitliskā modelēšana, gan bioinformātika, gēnu sekvenēšana un tamlīdzīgi – tur visur vajag superdatorus," norādīja Slaidiņš.
Līdz ar to skaitļošanas infrastruktūra akadēmiskajā un pētnieciskajā vidē tiek attīstīta arī Latvijā. Lai strādātu ar superdatoru, nemaz nav nepieciešams atrasties vienā telpā ar to, atklāja Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra vadošais pētnieks Dāvids Frīdmanis.
"Mani kolēģi un es strādājam mūsu institūtā uz superdatora, kurš atrodas Rīgas Tehniskās universitātes telpās. Fiziski es, godīgi sakot, nekad neesmu tur bijis iekšā un to apskatījis," viņš atzina.
Frīdmanis ir biologs, un ikdienā piekļuve superdatoram viņam visvairāk noder cilvēku genomu sekvencēšanā.
"Agrāk varēja nosekvencēt tikai vienu gēnu vienā paņēmienā, tagadējās sekvencēšanas tehnoloģijas sekvencē daudzus gēnus vienā paņēmienā uzreiz un ražo uzreiz ļoti daudz apjoma. Tā kā katra gēna sekvencēšana ir atsevišķs mērījums, ja tam ir kļūda, man vajag 30 reizes pārsekvencēt vienu vietu un pārliecināties, ka mēs esam izņēmuši visas kļūdas, tad viena datu kopa vienam cilvēkam, kas nāk, ir apmēram 30 gigabaiti.
Ja man šajos datos būtu manuāli jāiet cauri un jāidentificē visas mutācijas, kas varētu būt ietekmējušas tā cilvēka veselību, kuru mēs pētām, tas būtu reāli neiespējami. Tāpēc mums vajag superdatorus, un lai tie kļūtu arvien jaudīgāki un jaudīgāki," skaidroja pētnieks.
Arī Latvijas Universitātes Skaitliskās modelēšanas institūta vadošais pētnieks Jānis Virbulis ikdienā attālināti izmanto Rīgas Tehniskās universitātes ēkā esošo superdatoru.
"Mūsu laboratorija un mūsu Skaitliskās modelēšanas institūts Latvijas Universitātē nodarbojas pamatā ar dažādu fizikālu, dabas un tehnisku procesu modelēšanu. Tas nozīmē, ka mēs izpētām procesu, kā tas apmēram notiek, uztaisām šī procesa modeli un tad to realitāti aprakstām ar datoru. Arī mums nav jābūt klāt, mēs to darām uz datora attālināti," stāstīja Virbulis.
To sauc par skaitlisko modelēšanu, kad ar superdatora palīdzību iespējams izrēķināt to, ko nav iespējams pārbaudīt eksperimentāli.
"Teiksim, mēs varam kādu mazu molekulu aprakstīt teorētiski un rēķināt, kas ar to notiek. Piemēram, Organiskās sintēzes institūts tādā veidā meklē jaunas zāles, viņi maina molekulu struktūru un skatās, kāds rezultāts sanāk, ko vispār var dabūt," skaidroja Slaidiņš.
Tāpat superdatorus pasaulē zinātnieki izmanto, lai apmācītu mākslīgo intelektu.
"Tur mēs izmantojam superdatoru, lai apmācītu kaut kādu iekārtu, pamatojoties uz esošajiem datiem, esošo informāciju, kā uzvesties noteiktā situācijā. Pēc tam, kad esam apmācījuši un mums tas algoritms ir zināms, to mēs varam ielikt nelielā elektroniskā shēmā, un tad viņš jau, kā saka, staigā pats, bez superdatora pieslēguma. Ir tikai viena problēma. Cilvēkam smadzenes jau arī ir kā superdators, tur ir ļoti daudz neironu, tāpēc šobrīd ir jautājums, vai mēs spējam mākslīgajā intelektā uztaisīt ko līdzīgu tam, kā darbojas cilvēka smadzenes. Ja vēl neviens īsti nezina, kā cilvēka smadzenes darbojas, tur arī ir tikai hipotēzes," sprieda Slaidiņš.
