ยกระดับ วทน.ไทย ด้วย "ระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์" ประสิทธิภาพสูงสุดในอาเซียน!

"ระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer) เป็นเรื่องสำคัญของประเทศ ซึ่งมีการริเริ่มมาตั้งแต่สมัยท่านพลอากาศเอก ประจิน จั่นตอง (อดีตรองนายกรัฐมนตรีและรัฐมนตรีรัฐมนตรีกว่ากระทรวงยุติธรรม) ที่ดูแลรับผิดชอบเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศ โดยมีนโยบายให้ดำเนินการทำระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ และได้รับการสานต่อจากท่าน ดร.สุวิทย์ เมษินทรีย์ อดีตรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ที่ได้ตั้งงบประมาณสำหรับซื้อระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ จนกระทั่งผมได้สืบสานและต่อยอดในแง่ของการใช้ซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ให้เกิดประโยชน์มากที่สุดในการวิจัย การพัฒนานวัตกรรม การทำนาย คาดการณ์สถานการณ์ต่างๆ เช่น น้ำท่วม แผ่นดินไหว สึนามิ PM2.5 ถือว่าเป็นการต่อยอดจากที่ทั้ง 2 ท่านได้วางรากฐานไว้" ศาสตราจารย์พิเศษ เอนก เหล่าธรรมทัศน์ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม กล่าว

โดยมุ่งหวังให้ สวทช. วางแผนดำเนินการใช้ประโยชน์ระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ จากบริษัท ฮิวเลตต์ แพคการ์ด เอ็นเตอร์ไพรส์ (ประเทศไทย) หรือ เอชพีอี ซึ่งเป็นระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดของโลก มาเพิ่มความสามารถของวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศไทยให้ก้าวหน้า เช่น ด้านเทคโนโลยี วิศวกรรม เทคโนโลยีขั้นสูง การเพิ่มสมรรถนะความเร็วของคอมพิวเตอร์ และเอไอ 

ขณะเดียวกันก็ต้องศึกษาการทำงาน และต้องมีความกล้าที่จะเริ่มต้นพัฒนา ระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ด้วยตนเอง เพื่อให้เกิดการพึ่งพาตนเองเป็นหลัก นอกจากนี้ยังต้องเร่งทำความเข้าใจแก่ประชาชน หน่วยงานต่างๆ และผู้บริหารประเทศให้เห็นถึงนัยยะความสำคัญของการมีระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ เพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อประเทศอย่างกว้างขวาง

ด้าน นายพลาศิลป์ วิชิวานิเวศน์ กรรมการผู้จัดการ บริษัท ฮิวเลตต์ แพคการ์ด เอ็นเตอร์ไพรส์ (ประเทศไทย)หรือ เอชพีอี  กล่าวเสริมว่า บริษัทฯ มีความภาคภูมิใจเป็นอย่างยิ่งที่ได้รับความไว้วางใจ จากศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูงหรือไทยเอสซี (NSTDA Supercomputer Center: ThaiSC) ซึ่งเป็นหนึ่งในหน่วยงานโครงสร้างพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (National S&T Infrastructure) ของ สวทช. ในการติดตั้งระบบคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงขนาดใหญ่ หรือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (Supercomputer)  เพื่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม(วทน.)ในระดับประเทศ

ทั้งนี้บริษัทฯ ได้นำเสนอระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นที่ดีที่สุดของ Hewlett Packard Enterprise (HPE) คือ HPE Cray EX supercomputer ที่ประกอบด้วย CPU รุ่นล่าสุดจาก AMD EPYCTM เจนเนอเรชั่น ที่ 3 (Milan) จำนวน 496 CPUs/ 31,744 cores และมี 704 NVIDIA A100 GPU ที่ได้ประสิทธิภาพการประมวลผลในทางทฤษฎี (peak performance) ถึง 13 Petaflop ซึ่งจะเป็นระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพการคำนวณสูงสุดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ จากการจัดอันดับประสิทธิภาพซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ติดอันดับ 100 ของโลกโดย top500.org และมีขีดความสามารถการคำนวณที่สูงกว่าระบบคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงที่ สวทช. มีอยู่เดิม (ระบบ TARA) ถึง 30 เท่า

อีกทั้งมีการระบายความร้อนด้วยของเหลว (liquid cooling) ที่ให้ประสิทธิภาพในการใช้พลังงานไฟฟ้า (PUE) ที่ดีที่สุด โดยมีระบบจัดเก็บข้อมูลความเร็วสูงอย่าง Cray ClusterStor E1000 ที่มีความจุรวม 12 เพตะไบต์ (petabytes) เชื่อมต่อด้วย HPE Slingshot Interconnect ที่ความเร็ว 200 กิกะบิตต่อวินาที (Gbps) โดยที่คาดว่าระบบดังกล่าวจะสามารถติดตั้งแล้วเสร็จและเปิดใช้งานในปี 2565
 

พลาศิลป์ กล่าวเสริมว่า มีแผนดำเนินการในการถ่ายทอดเทคโนโลยี และองค์ความรู้ทางด้านไอทีเพื่อให้คนไทยได้ใช้ความรู้ที่มีอยู่ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เพื่อพัฒนาประเทศไทยให้มีความสามารถทัดเทียมกับประเทศในภูมิภาคอื่นๆ ตามคำที่ว่า “คนไทยไม่แพ้ชาติใดในโลก” 

ทั้งนี้ที่ผ่านมาเอชพีอีได้ติดตั้งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ให้กับโครงการต่างๆมากมาย อาทิเช่น

• U.S. Exascale system ภายใต้การดูแลของกระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ ถึง 4 โครงการใหญ่ รวมมูลค่า 1.5 พันล้านดอลล่าห์ สหรัฐฯ โดยการนำเสนอ HPE Cray EX Supercomputer (Shasta architecture)

• Singapore’s National Supercomputing Centre (NSCC) ของประเทศสิงคโปร์ ซึ่งคาดว่าจะแล้วเสร็จในปี 2565 มีพลังการประมวลผลถึง 10 Petaflops (RAW) โดยใช้ CPU จาก AMD EPYCTM จำนวนเกือบ 900 CPUs และมี 352 NVIDIA A100 GPU จัดเก็บข้อมูลด้วย Cray ClusterStor E1000 ความจุ 10 เพตะไบต์เชื่อมต่อผ่าน HPE Slingshot Interconnect

• UK Meteorological Office ประเทศอังกฤษในปี 2020 ในการนำเสนอ HPE Cray EX Supercomputer ที่มีพลังการประมวลผล 60 petaflops สำหรับการวิจัยแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate change modeling) โดยใช้ CPU จาก AMD EPYCTM และ AMD InstinctTM GPU

• Setonix Supercomputer ติดตั้งที่ Pawsey Supercomputing Centre ประเทศออสเตรเลีย ซึ่งได้เริ่มติดตั้งในปี 2021 และคาดว่าสามารถเดินเครื่องได้อย่างเต็มประสิทธิภาพในปี 2022 โดยมีพลังประมวลผลถึง 50 Petaflops ที่ถูกออกแบบสำหรับประมวลผลแบบจำลอง (modeling and simulation) ที่ซับซ้อน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการวิจัยในด้านต่างๆ อันได้แก่ การศึกษาคลื่นวิทยุที่ได้รับจากอวกาศ (radio astronomy), พยาธิวิทยาของพืช (plant pathology), การวิจัยเกี่ยวกับยา และ AI เป็นต้น โดยใช้ CPU จาก AMD EPYCTM 2 แสนกว่า CPU cores และ 750 AMD InstinctTM GPU จัดเก็บข้อมูลด้วย HPE Cray Clusterstor E1000

ด้าน ณรงค์ ศิริเลิศวรกุล ผู้อำนวยการสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เปิดเผยว่า ศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูง หรือไทยเอสซี (NSTDA Supercomputer Center: ThaiSC) เป็นหนึ่งในหน่วยงานโครงสร้างพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (National S&T Infrastructure) ของ สวทช. เพื่อสนับสนุนนักวิจัยทั้งจากสถาบันการศึกษา สถาบันวิจัยฯ ทั้งจากภาครัฐ และเอกชน โดยที่ระบบใหม่นี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้กับนักวิจัย อันได้แก่ 

• ปัญญาประดิษฐ์ และการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ (Artificial Intelligent & Big Data Analytics) 

•พันธุวิศวกรรม และ ชีวสารสนเทศเพื่อการวิจัยทางการแพทย์ (Genomics and Bioinformatics for medical research) ที่ต้องจัดเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลรหัสพันธุกรรมปริมาณมหาศาลของคน พืช และสัตว์ เพื่อนำข้อมูลที่ได้ไปใช้ต่อยอดในงานวิจัยหรือการพัฒนา 

• การจำลองอนุภาคในระดับนาโน และอะตอมสำหรับการวิจัยวัสดุขั้นสูง (Nanoscale and atomistic-scale simulations for advanced materials research) เช่น การพัฒนายา วัคซีน อุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ แบตเตอรี่ และการพัฒนาวัสดุล้ำยุคต่างๆ

• การทำแบบจำลองทางวิศวกรรม สำหรับการวิจัยทางอุตสาหกรรม (Engineering simulations for industrial research) เช่น การทดสอบประสิทธิภาพของยานยนต์ในด้านความเร็วและความปลอดภัย 

•บรรยากาศศาสตร์ และการจัดการภัยพิบัติ (Atmospheric science and disaster management) เช่น การคำนวณคาดการณ์สภาพอากาศ การจำลองภัยพิบัติ หรือคาดการณ์ระดับค่ามลพิษของประเทศ

ปัจจุบันไทยเอสซี (ThaiSC) ให้บริการการประมวลผลประสิทธิภาพสูง  (High Performance Computing: HPC) ภายใต้ระบบคลัสเตอร์ TARA HPC ที่ประกอบด้วย 4,320 cores และ 28 NVIDIA V100 GPU โดยมีพื้นที่เก็บข้อมูล 750 เทระไบต์ (TB) เชื่อมต่อบนระบบเครือข่ายความเร็ว 100 กิกะบิตต่อวินาที (Gbps) โดยให้บริการกับโครงการวิจัยภายใน สวทช. เป็นหลัก และได้มีการเปิดรับโครงการจากภายนอก สวทช. ทั้งจากภาครัฐ ภาคการศึกษา และภาคเอกชน 

“ในช่วงวิกฤติโควิด-19 ที่ผ่านมา ทางไทยเอสซี ได้มีโอกาสช่วยสนับสนุนการวิจัยและประมวลผลข้อมูล ทางพันธุกรรมของไวรัส (Genomes) เพื่อหาแนวทางป้องกัน และรักษาโรคโควิด-19 อาทิ การสนับสนุนจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในการดำเนินโครงการคัดสรรสารออกฤทธิ์ต้านไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ 2019 ด้วยเทคนิคทางเคมีคำนวณขั้นสูง เพื่อใช้ ระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ในการคัดกรองสารออกฤทธิ์ที่มีอยู่ในยารักษาโรคที่มีการใช้งานอยู่เดิม ว่าสามารถนำมาใช้ในการยับยั้งการทำงานของไวรัส SARS-CoV-2 หรือไวรัสก่อโรคโควิด-19 ได้หรือไม่

เพื่อช่วยลดระยะเวลาในการผลิตยา (ขณะนั้นยังไม่มียารักษาโรคโควิด-19 ที่มีประสิทธิภาพ) และได้ให้บริการแก่กลุ่มวิจัย COVID-19 Network Investigations (CONI) ในการใช้ระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อการดำเนินโครงการถอดรหัสจีโนมไวรัสสายพันธุ์ SARS-CoV-2 ที่ระบาดในประเทศไทย โดยใช้ระบบซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ในการประมวลผลยืนยันสายพันธุ์ไวรัส SARS-CoV-2 ลดเวลาในการคำนวณจาก 1 สัปดาห์ เหลือเพียง 2 ชั่วโมง ทำให้สามารถส่งมอบข้อมูลสายพันธุ์ไวรัส SARS-CoV-2 ที่กำลังระบาดให้แก่หน่วยงานทางการแพทย์ สำหรับนำไปใช้ในการวางแผนรับมือการระบาดของโรคได้ทันการณ์

"นอกจากนี้ยังได้ร่วมมือกับ กรมควบคุมมลพิษ พัฒนาการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เฉพาะทาง ด้านมลพิษทางอากาศ (WRF-chem) เพื่อคาดการณ์แนวโน้มของสถานการณ์ฝุ่นละอองขนาดเล็กหรือพีเอ็ม 2.5 ได้เร็วขึ้นถึง 15 เท่า ทำให้กรมควบคุมมลพิษสามารถคาดการณ์สถานการณ์ฝุ่น PM2.5 ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง อาทิ 9 จังหวัดในภาคเหนือของประเทศ กรุงเทพมหานคร และปริมณฑล ได้ล่วงหน้าถึง 3 วัน เพื่อให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องและประชาชนรับมือได้ทันต่อสถานการณ์” ณรงค์ กล่าว

ทางฝั่ง ปิยวุฒิ ศรีชัยกุล ผู้อำนวยการศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูง (ThaiSC) สวทช. ให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่า ThaiSC มีทีมนักวิจัยและวิศวกรผู้เชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยีด้านการคำนวณขั้นสูง (HPC Specialist) ที่สามารถให้คำแนะนำเรื่องการใช้ Supercomputer กับงานวิจัยหลายด้าน โดยเฉพาะใน 4 สาขาหลัก ได้แก่ ชีวสารสนเทศ (Bioinformatics), การจำลองแบบวิศวกรรม (Engineering Simulations), เคมี-ฟิสิกส์ และ AI (Artificial Intelligence) โดยศูนย์ ThaiSC ยังมีเครือข่ายความร่วมมือด้านวิจัยพัฒนากับศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ชั้นนำทั่วโลก รวมไปถึงมีพันธกิจในการพัฒนาผู้เชี่ยวชาญ HPC ในประเทศ

ซึ่งจะส่งผลดีต่อการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงและยกระดับ วทน. ให้กับประเทศในอนาคต โดยมีแผนจะเปิดให้บริการกับผู้ใช้งานทั่วประเทศในปี 2565 ผู้ที่สนใจสามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมและติดต่อขอใช้บริการได้ที่ https://thaisc.io/ หรืออีเมล [email protected] ศูนย์ ThaiSC