แต่ละประเทศมีเรื่องต้องใช้เงินมากมาย ทำไมถึงต้องเอางบไปพัฒนาSuper Computer? พัฒนาแล้วได้อะไร? ประชาชนได้ประโยชน์ด้วยเหรอ? แล้วในวันที่เรากำลังเจอกับโรคระบาดรุนแรง เจ้าSuper Computer พวกนี้กำลังทำอะไรอยู่?
สงสัยว่าประเทศมหาอำนาจทำไมถึงอยากจะมี Super Computer ไว้เยอะๆครับ? มองไปรอบตัวเรา เราอาจจะนึกถึงงานกราฟฟิค หรือAIที่ฉลาดขึ้นเพราะได้เรียนรู้ได้จาก Big Data ขนาดใหญ่ หรือความปลอดภัยด้านCyber? เพราะจะเอาเงินหลายร้อยหลายพันล้าน ไปลงทุนซื้อพลังคำนวนมหาศาลไปเพื่ออะไร ต้องมีจุดประสงค์ชัดเจน
แล้ว SuperComputer ที่เราพูดถึงกันมีความสามารถในการคำนวนระดับ PetaFlops เลยนะ (flops เป็นหน่วยวัดการทำงานต่อวินาที) หรือ ทุกๆหนึ่งวินาที มันมีพละกำลังในการคำนวนได้ระดับ 10ยกกำลัง15 หรือประมาณ 1พันล้าน ฟังดูเยอะ แต่ความเร็วระดับนี้ก็ไม่เคยเพียงพอต่อการใช้ แล้วก็ยังลงทุนสร้างที่ดีขึ้น เร็วขึ้นกันอยู่ ทั้งๆที่ระดับ Semiconductor คอมพิวเตอร์นั้งเริ่มเพิ่มประสิทธิภาพต่อหนึ่งนาโนเมตรไม่ไหวแล้ว แต่ด้วยวิศวกรรมการวางโครงสร้าง SuperComputerที่เกิดขึ้นหลังจากนี้จะมีความเร็วระดับ ExaFlops หรือ เร็วขึ้นไปอีก1พันเท่าของ Petaflops เร็วขนาดนี้มันเร็วขนาดไหนกัน?
Exaflops เร็วขนาดไหน?
มันเท่ากับพลังการคำนวน1ล้านล้านล้านต่อวินาที ถ้าย้อนกลับไป 1ล้านล้านล้านวินาทีก่อน บิ้กแบงยังไม่เกิดด้วยซํ้า หรือถ้าเปรียบเทียบเป็นความฉลาดกับเส้นประสาทของมนุษย์ มันก็เทียบเท่ากับเส้นประสาทของคนสิบล้านคนรวมกัน คือเร็วมาก!!!!!!
แล้วจีนกับอเมริกาก็แข่งกันเรื่องนี้จริงจังมาก สองปีก่อน SuperComputer ที่เร็วที่สุดในโลก ยังเป็นของ Sunway TaihuLight จากจีน และจีนก็มี SuperComputer มากที่สุดในโลก เยอะกว่าอเมริกาหนึ่งเท่าตัว แต่ช่วงหลังทางอเมริกาก็เร่งเปิดตัว SuperComputer โดยตัวที่แรงที่สุดในโลกที่เพิ่งเปิดตัวคือ Summit จากสถาบันวิจัยแห่งชาติ Oak ridge มีกำลังการคำนวนเร็วกว่า Sunway TaihuLight 1 เท่าตัว กับมูลค่าการลงทุนราว6พันล้านบาท
แล้วแข่งกันขนาดนี้ เอาไปใช้งานอะไร?
การใช้ SuperComputer หลักๆในโลกนี้จะนำไปใช้แก้ปัญหาที่สมองมนุษย์ไม่สามารถแก้ได้ อย่างของทางอเมริกา แบ่งการใช้งานหลักๆได้สี่ประเด้น
— ใช้ในงานความมั่นคง
— การทดลองผลิตยา
— งานวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาวะอากาศ สภาวะโลกร้อน
— งานวิจัยวิทยาศาสตร์อื่นๆ
เมื่อไม่เพียงพอ ปีหน้าจะมี SuperComputer ที่เร็วที่สุดในโลกออกมาอีกสองตัว ตัวที่จะเร็วที่สุดคือ El Capitan จากสถาบันวิจัยแห่งชาติ Lawrence Livermore ด้วยความเร็วมากขึ้นไปอีก คาดว่าความเร็วของ El Capitan จะอยู่ที 1.5 exaflops หรือกำลังคำนวน 1.5ล้านล้านล้านต่อวินาที ความเร็วระดับนี้สิ่งที่เคยใช้เวลาคำนวนหนึ่งอาทิตย์ ก็จะเหลือเพียง 7ชั่วโมงเท่านั้น
El Capitanจะถูกนำไปใช้แก้ปัญหาหลายอย่าง เช่น
— คำนวนด้านความปลอดภัยของอาวุธนิวเคลียร์ในคลังของสหรัฐ
— พยากรณ์ผลกระทบของภาวะโลกร้อน
— จำลองผลว่าโมเลกุลยามีผลต่อร่างกายอย่างไร
— ทำความเข้าใจแผ่นดินไหว
— ดีไซน์3D printing
— ศึกษาระบบประสาทมนุษย์ที่ซับซ้อน
โดยสรุป ผมว่าการใช้งานหลักของSuperComputerนั้นคือการจำลองจักรวาลของเราให้เป็นสามมิติ แล้วศึกษาผลกระทบของตัวแปลที่หลายหลาย เมื่อตัวแปลเยอะ มีทิศทางที่แตกต่างกัน การคาดเดาทิศทางก็ยาก ผลลัพท์จะออกเป็นแบบไหน? มันจึงใช้คาดเดาสิ่งต่างๆในธรรมชาติ ทั้งในระดับจักรวาลและระดับโมเลกุล แบบนี้มันก็เหมาะมากกับช่่วงเวลาแบบโรคระบาดสิ แล้วจริงๆเวลาคับขันแบบนี้มันถูกใช้ทำอะไรบ้าง?
ย้อนกลับไปที่จีน ช่วงที่มีการระบาด หมอจีนพบว่า AI Supercomputer Tianhe-1 นั้นสามารถอ่านผลปอดทาง CT scanได้แม่นยำ มันสามารถระบุได้ว่าใครติดโรคแล้วบ้างภายในเวลาเพียง10วินาที มีระดับความแม่นยำถึง80% เจ้าAiตัวนี้จึงถูกใช้โดยโรงพยาบาล30แห่งในวูฮั่นและเมืองอื่นๆ หลังจากนั้นจีนก็ทำAIตัวนี้แจกจ่ายให้ใช้ฟรีทั่วโลกด้วย มีเมนูภาษาอังกฤษ และมีระบบ hightlight บริเวณที่น่าสงสัยให้เจ้าหน้าที่ไปวินิจฉัยต่อ แต่ก็ไม่ใช่ทุกประเทศที่เห็นด้วยกับจีน ทางฝั่งจีนมีความเห็นว่า การตรวจหาไวรัสด้วยนำ้ยาเคมีนั้นช้ามาก กว่าจะรู้ผล และเครื่อง CT ไม่ควรถูกปล่อยให้ว่างโดยเปล่าประโยชน์ในสถานการณ์ที่อุปกรณ์ทุกอย่างขาดแคลนเช่นนี้ แต่ทางกรมควบคุมโรคติดต่อของอเมริกามองว่า เครื่อง CT ไม่ควรถูกใช้ในระหว่างเกิดโรคระบาดเพราะการใช้ทุกครั้งจะต้องถูกทำความสะอาดหลายชั่วโมง ผลก็คือทางจีนใช้ CT ตรวจ COVID ได้หลายร้อยครั้งต่อวัน เทียบกับอเมริกาทำได้เพียง1–2ครั้งเท่านั้น
แล้วแบบนี้ทางอเมริกามีแนวทางการใช้ SuperComputer ในระหว่างโรคระบาดอย่างไร?
มีการรวมกลุ่มกันในระหว่าง supercomputer ในประเทศในชื่อ COVID-19 High Performance Computing Consortium รวมเอา Supercomputer จากทั่วประเทศมาทำการใช้แก้ปัญหาโรคระบาด โดยรวมๆแล้วมีกำลังถึง 330 Petaflops และหยุดโปรเจคอื่นๆที่สำคัญน้อยกว่าเช่น การคาดการณ์เฮอริเคน แผ่นดินไหว ไปก่อน
เท่าที่ผมหาข้อมูลงานวิจัยแบ่งออกเป็นสองแบบ จำลองการเกิดการระบาด และ หายารักษาโรค
เช่นของมหาวิทยาลัย Texas การจำลองสถาณการณ์การระบาดนั้นเขาจะเข้าไปดูการวางมาตรการณ์ของประเทศว่าควรเข้มงวดแค่ไหน ควรกักตัวไหม นานเท่าไหร่ โดยจำลองเอาจากข้อมูลจากวูฮั่น ข้อมูลล่าสุดนั้นศึกษาว่ารัฐควรออกมาตรการแทรกแซง เช่น การกักตัว และอื่นๆ นานแค่ไหน? คำตอบคือ อย่างนานหลายอาทิตย์ถึงหนึ่งเดือน หรือ สถานวิจัยแห่งชาติ Argonne ที่จำลองสถานการณ์การแพร่ระบาด ยิ่งระบาดมาก ก็มีโอกาสที่มันจะกลายพันธ์ แข็งแกร่งขึ้น หรือ Summit ที่พยายามหายาที่พอจะเป็นตัวเต็งในการรักษาเพราะคาดว่าไวรัสจะกลายพันธ์จนยาตัวใดตัวหนึ่งจะไม่พอ โดยsummitสกรีนหาสารประกอบกว่า8,000ชนิดแล้วเจอสารประกอบน่าสนใจที่น่าจะใช้ได้ 77ตัว
อีกแนวทางคือหายารักษาโรค ซึ่งปัญหาหลักๆในการคิดค้นยาคือ เจ้า COVID19 นั้นเป็นไวรัสใหม่ ยังไม่มีใครเข้าใจรูปร่างของมัน เราเห็นภาพของมันว่าเป็นวงกลมมีหนามแหลมออกมารอบทิศทางก็จริง แต่ว่าในความเป็นจริง เราเห็นมันแบบภาพนิ่งทั้งๆไวรัสนั้นเคลื่อนที่ตลอดเวลา เปลี่ยนแปลงตามการไหลเวียนของเหลว เปลี่ยนแปลงตามอุณภูมิ และมีปฎิกริยาต่อสิ่งรอบตัว เมื่อคาดเดารูปร่างของมันยาก ก็ไม่สามารถออกแบบยารักษาโรคได้ (เรียกปัญหานี้ว่า Protein Folding) ซึ่ง Ebola ก็เคยขึ้นชื่อว่าไม่มียารักษาเพราะปัญหาเดียวกัน
แต่ปัญหาแบบนี้แหละ ต้องเอากำลังการคำนวนเข้าสู้ SuperComputer ของ สถาวันวิจัยแห่งชาติ Lawrence Livermover (LLNL) จำลองรูปร่างของเจ้าไวรัสออกมาได้ ต่อยอดไปให้กลุ่มวิจัยอื่นนำข้อมูลนี้ไปศึกษาต่อ จนมีนักวิจัยกลุ่มนึงของ LLNLเอง ใช้ SuperComputer ค้นหา Antibody ที่สามารถต้านทานไวรัสได้ โดยหาจาก antibody 1⁰³⁹ ตัวจนตีกรอบเหลือตัวเต็งแค่20ตัวเท่านั้น (1⁰³⁹ = 1พันล้านล้านล้านล้านล้านล้าน) และกลุ่มล่าสุดที่ดึงพลังคำนวนมากถึง 3.25 petaflops เอามาแสกนหาโมเลกุลกว่า 26ล้านชนิดว่ามีปฎิกริยาต่อเจ้า COVID19 ยังไงบ้าง ซึ่งต้องรอผลการทดลองต่อไป
แม้ในฝั่งนโยบายระดับประเทศเราจะเห็นการใช้ SuperComputer หาคำตอบสำคัญนั่นคือยารักษาโรคที่กำลังเป็นภัยต่อมนุษย์ชาติอยู่ในปัจจุบัน แต่ในฝั่งประชาชนทั่วไป ได้เกิดการร่วมมือกันในรูปแบบ Crowdsourcing ครั้งใหญ่ขึ้นในชื่อ Folding@home เป็นการรวมกำลังเครื่องคอมพิวเตอร์จากคนทั่วโลกไปให้นักวิจัยที่ไม่มี supercomputer สามารถจำลองรูปร่างของเจ้าCovid19ได้บ้าง การร่วมแรงร่วมใจนี้ ทำให้เกิด SuperComputer ขนาด 1.5 Exaflop ! หรือเร็วกว่า SuperComputer เกือบทุกตัวที่มีใช้อยู่ในปัจจุบัน!!!! (จริงๆคือทุกตัวแต่ผมกลัวเข้าใจผิด)ซึ่งเอาจริงๆ มันคงเทียบกันตรงๆไม่ได้ และการใช้งานก็อยู่ในวงจำกัดกว่า รวมถึงความเสถียรด้วย แต่ก็แสดงให้เห็นว่าถ้าคนร่วมแรงร่วมใจกัน ปัญหาบางอย่าง เราก็ไม่ต้องใช้เงินลงทุนหลักหลายพันล้าน แต่แค่เราสละบางอย่างเพื่อเป้าหมายส่วนรวม เราอาจจะแก้ปัญหาบางอย่างที่คนตัวเล็กๆอย่างเราทำได้บ้างก็ได้ ใครสนใจลองไปโหลดมาได้ครับ ผมเองก็ลงเครื่องเรียบร้อยแล้วครับ
