Superdatori ir mūsu ikdiena: kā notiek to evolūcija; ceļu atputekļošanas tehnoloģijas

Pat ja to neapzināmies, mūsu ikdiena ir cieši saistīta ar superdatoriem, piemēram, to spēju prognozēt laikapstākļus vai apstrādāt liela apjoma datus medicīnā. Kā notiek superdatoru evolūcija, par to saruna raidījumā Zināmais nezināmajā, kurā stāstām arī par jaunu tehnoloģiju, ko varētu pielietot ceļu atputekļošanā. Karstā vasarā aktuāls jautājums - ceļu atputekļošana Meža ceļi veido gandrīz piekto daļu no visa Latvijas ceļu kopuma. Lielāko daļu šo ceļu sedz grants un šķembas. Sausā laikā šie ceļi put, traucējot redzamību satiksmes dalībniekiem un pat radot riskus veselībai tiem cilvēkiem, kuri dzīvo šo ceļu tuvumā. Tāpēc šobrīd Rīgas Tehniskās universitātes zinātnieki sadarbībā ar partneriem izmēģina jaunu tehnoloģiju ceļu atputekļošanai. Kā tas tiek darīts un kā palīdzētu? Vairums no mums noteikti atminas, kā lielāka vai mazāka automašīna brauc pa grants ceļu, radot savdabīgo grabošo skaņu, bet vēl vairāk - saceļot pamatīgus putekļus, kas uz kādu laiku var pilnībā aizsegt skatu. Tāpēc aktuāls ir jautājums, kā mazināt šādus putekļu mākoņus, kas ir gan kaitīgi veselībai, gan rada bīstamību uz ceļiem. Talkā nāk zinātnieku risinājumi. Rīgas Tehniskās universitātes pētnieki ilgstoši sadarbojušies ar AS “Latvijas valsts meži”, un jau pirms diviem gadiem par ceļu atputekļošanu veikts plašs laboratorisks pētījums. Tos atputekļošanas līdzekļus, kuri bijuši visperspektīvākie, nolemts testēt vēl tālāk, līdz ar to šobrīd noris pētījuma otrais etaps, izmēģinot, kā šie atputekļošanas līdzekļi reāli darbotos uz Latvijas ceļiem. Plašāk skaidro Rīgas Tehniskās universitātes Būvniecības inženierzinātņu fakultātes Ceļu un tiltu katedras vadošais pētnieks Viktors Haritonovs un šīs pašas augstskolas Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Polimērmateriālu institūta profesors Remo Merijs-Meri. Superdatori ir mūsu ikdiena: kā notiek to evolūcija 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. Tas, kas bija ātrākais un labākais vakar, jau rīt var kļūt par vēsturi. Superdatori un superskaitļošana noder sarežģītu aprēķinu veikšanai, 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, tātad gana daudz iespēju šādas iekārtas izmantot. Un, ja šķiet, ka tas ir stāsts, kas skar kādu citu attīstīto valsti un ar Latviju tam saistības nav, tad tā nav tiesa, jo skaitļošanas infrastruktūra tiek attīstīta akadēmiskajā un pētnieciskajā vidē arī pie mums. Sarunājas Rīgas Tehniskās universitātes Augstas veiktspējas skaitļošanas centra vadošais pētnieks un "EuroCC 2" projekta jeb Latvijas Superskaitļošanas kompetences centra vadītājs Ilmārs Slaidiņš, Latvijas Universitātes Skaitliskās modelēšanas institūta vadošais pētnieks Jānis Virbulis un Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra vadošais pētnieks Dāvids Frīdmanis. Eiropa pēdējos gados ir izvirzījusies trešajā vietā ar vienu superdatoru, ko uztaisīja Somijā. LUMI superdators ir arī trešajā vietā kā zaļākais, jo hidroelektrostacijas starp diviem ezeriem pilnībā nodrošina tam elektroenerģija.  "Laukums, ko aizņem, ir 150 kvadrātmetri, nākotnē plānots līdz 400 kvadrātmetriem. Visu laiku tiek papildināts un uzlabots," skaidro Ilmārs Slaidiņš. "Šobrīd sasniedz līdz 550 petaflopus sekundē, tas ir darbību skaits, ko var vienā sekundē veikts, kas ir ir puse eksaflopa*. Mēs cenšamies iet uz eksaflopiem, kur viens eksaflops ir 10 x18 pakāpē. Somijas superdators ir ekvivalents pusotram miljonam parasto datoru." *Eksaflops - cik daudz aprēķinu var notikt vienā sekundē. Šobrīd arī Vācija top jauns superdators, kur izmantos kvantu skaitļošanu. "Jāmeklē varianti, kā vēl paātrināt šo datoru darbību, jo uzdevumi visu laiku attīstās. Jo vairāk darām, jo vairāk gribam izdarīt un redzam iespējas, ko tas dod, gan skaitliskā modelēšanā, gan bioinformātikā gēnu sekvencēšanā, tur visur vajag superdatorus," norāda Ilmārs Slaidiņš. "Ja uz parasta datora kaut kādu uzdevumu, sarežģītu uzdevumu uzsākot rēķināt, mums var paiet gads, kamēr dators strādā, strādā, strādā, līdz beigās iegūstam rezultātu. Uz superdatora mēs divās minūtēs iegūstam rezultātu. Uzreiz varam strādāt tālāk," turpina pētnieks. "Ja superdators ir miljons reižu efektīvāks nekā parastais, varam izrēķināt tūkstošreiz ātrāk vai tūkstošreiz precīzāk. Vai tūkstoš dažādus variantus, kas atkal dod milzīgas iespējas kombinēt atkarībā no tā, ko vairāk vajag, vai vairāk vajag datus apstrādāt, vai ātrāku rezultātu iegūt." Zinātnieks arī norāda, ka šobrīd jādomā tehnoloģijas, kā vēl palielināt ātrumu. "Viens no variantiem bija - paaugstināja takts frekfenci procesoram, šobrīd tas ir nobremzējies, jo pie 2,5-3 gigaherciem ļoti pārkarst mikrohēmas un vairs nespēj dzesēt. Cits variants - sadalīt uzdevumu daudziem procesoriem," analizē Ilmārs Slaidiņš. Tāpat viņš min, ka arī mobilajā viedtelefonā vairs procesors nav vienkāršs, kur viens skaitļošanas elements, bet ar daudziem kodoliem.