ทำความรู้จักกับเทคโนโลยีแห่งอนาคต HPC และ Cloud

ปัจจุบันโลกขับเคลื่อนด้วยข้อมูลปริมาณมหาศาลหรือที่เรียกกันว่า Big data[1] องค์กรชั้นนำทั่วโลกจึงต่างใช้เทคโนโลยีการคำนวณขั้นสูงในการประมวลผล วิเคราะห์ และสร้างแบบจำลองที่แม่นยำสมจริง เพื่อทลายขีดจำกัดในการทำวิจัย พัฒนา และให้บริการ ซึ่งอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการทำงานประเภทนี้ก็คือเครื่อง Supercomputer[2] หรือคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงที่มีราคาตั้งแต่หลักสิบล้านบาทไปจนถึงมากกว่าหมื่นล้านบาท

[1] Big data คือ ข้อมูลที่มีปริมาณมาก (Volume) มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (Velocity) และมีประเภทหรือแหล่งที่มาที่หลากหลาย 

[2] Supercomputer ที่ได้ชื่อว่าเป็นพระเอกของยุคนี้ คือ “Fugaku” เครื่องสัญชาติญี่ปุ่นซึ่งมีการตั้งชื่อเรียกตามภูเขาไฟฟูจิ เป็นผลงานการพัฒนาร่วมกันระหว่างศูนย์วิจัยแห่งชาติ RIKEN และบริษัท Fujitsu เครื่องนี้โดดเด่นด้วยการมีประสิทธิภาพด้าน LINPACK (สนามแข่งทางตรงของ Supercomputer) ที่ 442.01 PetaFLOPS มี Processor ที่ประหยัดพลังงานแต่ทำงานได้

โดยทั่วไปเทคโนโลยีที่ใช้ในการประมวลผล Big data จะมีอยู่ 2 เทคโนโลยีหลัก คือ เทคโนโลยี “High performance computing” หรือ “HPC” ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเพื่อการคำนวณและประมวลผลด้วยความเร็วสูง หากเปรียบเทียบเป็นรถก็คือรถ F1 ที่เกิดมาเพื่อใช้ในการแข่งขันทำความเร็วในสนามแข่งโดยเฉพาะ ซึ่งการใช้งานระบบ HPC อาจไม่ได้ง่ายหรือสะดวกสบายสำหรับคนทั่วไปนัก เพราะเทคโนโลยีนี้มีการพัฒนาขึ้นเพื่อกลุ่มเป้าหมายที่เป็นนักวิจัยหรือนักพัฒนาในภาคส่วนต่างๆ โดยเฉพาะ ส่วนอีกเทคโนโลยีที่หลายคนอาจคุ้นชินกับชื่อและใช้เครื่อง Supercomputer ในการประมวลผลเช่นกันก็คือระบบ “Cloud” หรือเทคโนโลยี Cloud computing ซึ่งเกิดมาเพื่อการทำงานคำนวณและประมวลผล Big data เช่นเดียวกับ HPC แต่จะเน้นในเรื่องการออกแบบระบบให้มีความเป็นมิตรกับผู้ใช้งานทั่วไปมากกว่า ทำให้ผู้ใช้งานทั่วไปรู้สึกว่าสามารถใช้งานได้สะดวกสบาย

เมื่อพูดถึงคำว่า Supercomputer หรือเทคโนโลยีการประมวลผลสมรรถนะสูงอย่าง HPC และ Cloud อาจเป็นสิ่งที่ใครหลายคนรู้สึกว่าไกลตัว แต่รู้หรือไม่ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้ใกล้ตัวกว่าที่เราคิด

HPC อาจไม่ได้ใกล้ตัวในแง่ของการที่คนทั่วไปเป็นผู้ใช้งานเทคโนโลยี แต่หลายผลิตภัณฑ์หรือบริการใกล้ตัวที่คนทั่วไปใช้กันอยู่ในปัจจุบันต้องใช้เทคโนโลยี HPC ในการทำงาน ตัวอย่างแรกคือการพัฒนายานยนต์ ผู้ผลิตจะมีการนำเทคโนโลยี HPC มาใช้ในการวิเคราะห์ทางวิศวกรรม (Computer aided engineering) และการคำนวณพลศาสตร์ของไหล (Computational fluid dynamics) เพื่อลดเวลาและต้นทุนในการพัฒนายานยนต์สมรรถนะสูงทั้งในด้านความเร็วและความปลอดภัย ซึ่งปัจจุบันมีการนำใช้ทดแทนการทำงานแบบเดิมที่ต้องสร้างต้นแบบรถยนต์เพื่อนำมาทดสอบสมรรถนะหลายครั้งครา จนกว่าจะได้ผลงานออกแบบตามเป้าหมาย ทำให้ต้องใช้เวลาในการพัฒนานาน และต้องสิ้นเปลืองทรัพยากรและงบประมาณปริมาณมหาศาล นอกจากนี้นวัตกรรมที่กำลังเป็นที่จับตาในปัจจุบันอย่าง “ยานยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ (Autonomous vehicle)” ก็มีการใช้เทคโนโลยี HPC เพื่อพัฒนาความฉลาดของ AI ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการขับเคลื่อนของยานยนต์ด้วยเช่นกัน

ตัวอย่างที่สองคือผลิตภัณฑ์นวัตกรรมที่มีส่วนประกอบเป็นสารจากธรรมชาติ เช่น เวชสำอาง อาหารทางเลือก อาหารสัตว์ และชีวภัณฑ์ที่ใช้ในภาคการเกษตร ก็มีการใช้เทคโนโลยี HPC เพื่อการวิเคราะห์ด้านชีวสารสนเทศ (Bioinformatics)[3] เพื่อค้นหาสารสำคัญมาใช้ในการยกระดับผลิตภัณฑ์ และใช้ประโยชน์จากความหลากหลายทางชีวภาพในประเทศไทยให้เกิดประโยชน์สูงสุด[4] เพื่อตอบสนองการพัฒนาเศรษฐกิจฐานชีวภาพตามโมเดลเศรษฐกิจบีซีจี (BCG economy model) ซึ่งเป็นวาระแห่งชาติในปัจจุบัน

[3] เทคโนโลยีชีวสารสนเทศ (Bioinformatics) คือ เทคโนโลยีที่ใช้คอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง ในการเก็บ รวมรวม และคำนวณหรือวิเคราะห์ข้อมูลที่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตซึ่งมีปริมาณมหาศาล เพื่อช่วยลดระยะเวลาและทลายขีดจำกัดในการทำวิจัย 

[4] ประเทศไทยมีความหลากหลายทางชีวภาพสูงติดอันดับ 1 ใน 10 ของโลก ทำให้ไทยมีความมั่นคงด้านอาหาร และสามารถนำทรัพยากรชีวภาพมาใช้ต่อยอดสร้างมูลค่าเพิ่มทางเศรษฐกิจได้อย่างหลากหลายส่วนในภาคการบริการตัวอย่างที่สำคัญคืออุตสาหกรรมการแพทย์ เพราะในการจะรักษาคนไข้ได้แบบตรงจุด การศึกษาเกี่ยวกับโรคต่างๆ โดยเฉพาะโรคอุบัติใหม่ รวมถึงการพัฒนายา จำเป็นต้องใช้การวิเคราะห์และการคำนวณข้อมูลปริมาณมหาศาล เช่น การถอดรหัสพันธุกรรมหรือจีโนมิกส์ (Genomics) ของผู้ป่วยหรือกลุ่มประชากร เพื่อใช้ในการพัฒนาระบบการรักษาแบบแม่นยำ (Precision medicine) หรือในกรณีของการพบโรคอุบัติใหม่อย่างโควิด-19 ประเทศไทยก็มีการนำเทคโนโลยี HPC มาใช้ในการประมวลผลเพื่อยืนยันสายพันธุ์ของไวรัส ซึ่งช่วยให้ลดเวลาในการคำนวณจาก 1 สัปดาห์ (คอมพิวเตอร์ทั่วไป) เหลือเพียง 2 ชั่วโมง ทำให้หน่วยงานทางการแพทย์สามารถใช้ข้อมูลในการวางแผนรับมือการระบาดของโรคได้อย่างทันท่วงที

อีกตัวอย่างภาคการบริการที่ใกล้ตัวทุกคนคือการใช้เทคโนโลยี HPC เพื่อการคำนวณคาดการณ์สภาพอากาศ การจำลองภัยพิบัติ หรือคาดการณ์ระดับค่ามลพิษของประเทศ เพื่อแจ้งให้ประชาชนและหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้รับทราบสถานการณ์ที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า และสามารถรับมือกับเหตุการณ์ได้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ส่วนทางด้านเทคโนโลยี Cloud ที่ใกล้ตัวคนทั่วไปมากที่สุดก็คือระบบบริการทางออนไลน์รวมถึงแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ระบบจัดเก็บข้อมูลทางออนไลน์ อาทิ Google drive, Apple cloud, Dropbox และ One drive ระบบบริการธุรกรรมทางการเงินแบบออนไลน์ผ่าน Internet banking หรือ Mobile banking ระบบให้บริการจำหน่ายสินค้าทางออนไลน์ผ่านแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น Shopee, Lazada และ Amazon ระบบโซเชียลมีเดีย อาทิ Facebook, Twitter และ Instagram หรือระบบสตรีมมิง อาทิ YouTube, Netflix และ Spotify ตัวอย่างสุดท้ายคือระบบ IoT (Internet of Things) เช่น การควบคุมและสั่งการทำงานเครื่องใช้ไฟฟ้าผ่านแอปพลิเคชัน เป็นต้น