Mihin supertietokonetta käytetään?

HPC:n perusteet -sarja Osa 1: Mitä supertietokoneet ovat? Part 2: Mitä on tekoäly? Part 3: Mikä on GPU? Part 4: Mikä on FPGA? Part 5: Mitä on syväoppiminen ja neuroverkot? Part 6: Mitä on julkinen pilvipalvelu? Part 7: Mihin supertietokonetta käytetään?

Supertietokoneita käytetään lähes kaikkeen. Se, mikä tekee tavallisesta tietokoneesta supertietokoneen, on useiden erittäin suorituskykyisten, optimoitujen tietokoneiden klusterointi, jotka kaikki on konfiguroitu suorittamaan tietyntyyppistä tehtävää. Tähän optimointiin kuuluu yleensä hienosäädetty laitteisto, erikoistunut verkko, valtava määrä tallennustilaa ja niin edelleen. Sitä vastoin supertietokonetta vaativilla työtehtävillä on yleensä kaksi yhteistä asiaa: ne joko vaativat laskentaa valtavasta tietomäärästä tai ovat hyvin laskentaintensiivisiä.

Supertietokoneita ei käytetä esimerkiksi verkkopalveluiden isännöintiin, sovellusten isännöintiin tai yleiseen liiketoimintalaskentaan, jota suoritetaan jatkuvasti. Et esimerkiksi ajaisi verkkosivustoasi tai taulukkolaskentaa supertietokoneella. Tällaisia sovelluksia ei ajettaisi parista syystä; ensimmäinen syy on kustannukset, sillä supertietokoneet koostuvat erittäin optimoidusta, kalliista laitteistosta, ja hyllystä saatavalla tietokoneella voitaisiin käsitellä tämäntyyppisiä sovelluksia ilman, että hiki valuu. Toinen syy on se, että tavanomaisten sovellusten ajamisesta näin pitkälle optimoidulla laitteistolla ei olisi mitään hyötyä, vaan tavallinen tietokone toimisi aivan hyvin. Hyöty saavutetaan, kun datan määrä tai laskennan monimutkaisuus on sellainen, että tavanomainen laitteisto ei pysty suorittamaan työtä kohtuullisessa ajassa (päiviä, viikkoja tai kuukausia). Usein nämä työtehtävät on suoritettava muutamassa minuutissa tai tunnissa, koska tulosten saamiseen kuluva aika on tärkeä.

Supertietokoneiden perinteisiä käyttökohteita ovat olleet öljyn- ja kaasuntutkimus, jossa seismiset tiedot muunnetaan kartoiksi, jotka osoittavat, missä öljyn- ja/tai kaasunporauskaivoja voidaan porata. Niitä käytetään insinöörisimulaatioissa, kuten autojen nestedynamiikkalaskelmissa, joissa tarkastellaan vastusta ja aerodynaamista tehokkuutta. Samoin konetekniikan simuloinneissa, joissa lasketaan koko rakenteen kuormitukset, jotta voidaan määrittää, missä heikot kohdat ja jännitykset voivat sijaita. Vähemmän perinteinen sovellus voidaan nähdä tekoälyn koulutusmalleissa, joissa supertietokoneita käytetään sekvensoitujen genomien kokoamiseen muutamassa tunnissa päivien sijaan.

Ovatko supertietokoneet erityisiä petoja? Voi kyllä! Ne tekevät tietyntyyppisiä laskutoimituksia erittäin hyvin, mutta ne eivät myöskään eroa kovin paljon tavallisesta työasemasta – niitä on vain paljon klusteroituna yhteen. Molemmissa on luultavasti jokin Linux-versio. Et todellakaan tiedä, että olet tekemisissä valtavan, erittäin optimoidun laitteiston kanssa (suorittaessasi työtehtäviäsi Nimbix Cloudissa), ennen kuin käynnistät työn, jonka suorittaminen työasemallasi kesti yön yli ja jonka Nimbixin supertietokone suoritti loppuun siinä ajassa, joka sinulta kului kahvikupin hakemiseen.