दुनिया को बदलने वाले 6 उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग अनुप्रयोग

रीयल-टाइम मार्केट इंटेलिजेंस, ह्यूमन एनाटोमिकल मॉडलिंग, प्रेडिक्टिव इंडस्ट्रियल एक्सप्लोरेशन, स्पेस साइंस, और बहुत कुछ उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग के लिए कोई छोटा हिस्सा नहीं होने के कारण मानव अभियान वर्तमान दुनिया को एक अकल्पनीय भविष्य में ले जाते हैं (एचपीसी)।

अत्यधिक संसाधनों की आवश्यकता के बावजूद, सुपर कंप्यूटर के आविष्कार और क्लाउड कंप्यूटिंग के व्यापक कार्यान्वयन के कारण, उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग प्रोग्राम चालू होते रहते हैं। ये प्रौद्योगिकियां जीवन को आसान बनाती हैं, अथाह तेजी से डेटा प्रोसेसिंग का समर्थन करती हैं।

एचपीसी के कुछ अनुप्रयोग नए सिरे से डिजाइन कर रहे हैं कि भविष्य में विज्ञान आपकी कैसे सेवा करेगा। लेकिन पहले, उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग क्या है?

उच्च प्रदर्शन कम्प्यूटिंग क्या है?

उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग एक प्रणाली की क्षमता को संदर्भित करता है जो बड़ी मात्रा में डेटा को संसाधित करता है और जटिल मॉडल को तेजी से चलाता है। इसलिए, एचपीसी कार्यक्रमों को वास्तविक समय में टेराबाइट्स, पेटाबाइट्स, या यहां तक ​​​​कि डेटा के ज़ेटाबाइट्स को संसाधित करने के लिए एक विशाल गणना शक्ति की आवश्यकता होती है।

इस प्रकार, एचपीसी कंप्यूटिंग, नेटवर्किंग और डेटा स्टोरेज के सिद्धांत पर निर्भर करता है।

उस ने कहा, यहां उच्च-प्रदर्शन प्रौद्योगिकी के कुछ उल्लेखनीय अनुप्रयोग हैं जिन्होंने दुनिया को प्रभावित किया है।

1. भविष्य कहनेवाला हृदय स्वास्थ्य

निःसंदेह, हृदय गति रुकना जीवन के लिए खतरा है। और शायद इसके तंत्र को समझने की कोशिश करते समय सामना की जाने वाली चुनौतियों में से एक विभिन्न स्थितियों के लिए हृदय की शारीरिक प्रतिक्रिया में अंतर है। नतीजतन, वास्तविक समय में इसके व्यवहार की भविष्यवाणी करना मुश्किल हो जाता है।

शुक्र है, कुछ एचपीसी-आधारित समाधान सामने आ रहे हैं।

उदाहरण के लिए, आईबीएम, एक रक्षा प्रयोगशाला के साथ, ऐतिहासिक रूप से मानव हृदय के होमोस्टैटिक तंत्र को आणविक स्तर पर एक का उपयोग करके अनुकरण किया दुनिया के सबसे तेज सुपर कंप्यूटर, सिकोइया, 2012 में।

उन्होंने मानव हृदय की नकल और पुनर्निर्माण के लिए "कार्डियोइड" नामक एक स्केलेबल मॉडल बनाने के लिए सेक्विओआ की उच्च-कंप्यूटिंग गति का लाभ उठाया। और पिछले कार्यक्रमों के विपरीत, जो केवल दस या उससे कम दिल की धड़कन का अनुकरण कर सकते थे, कार्डियोइड कार्यक्रम हजारों दिल की धड़कन की नकल कर सकता था। साथ ही, यह अधिकांश मॉडलों की तुलना में 300 गुना तेज था।

IBM का कार्डियोइड प्रोजेक्ट केवल उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग प्रोग्राम नहीं है जो हृदय स्वास्थ्य में क्रांति ला रहा है, डसॉल्ट सिस्टम्स' लिविंग हार्ट प्रोजेक्ट भी उल्लेखनीय है।

इस प्रकार, आप मनुष्यों को प्रशासित किए जाने से पहले एक नकली हृदय पर परीक्षण की गई दवाओं और विभिन्न आहारों को देखने की उम्मीद कर सकते हैं। ये एचपीसी कार्यक्रम सर्जरी के दौरान कार्डियोवैस्कुलर उपकरणों और अंग प्लेसमेंट में सुधार करने का भी वादा करते हैं।

2018 में, Google ने एक गहन शिक्षण मॉडल भी विकसित किया है जो स्कैन की गई रेटिना छवियों से कंप्यूटर दृष्टि का उपयोग करके हृदय रोग के जोखिमों की भविष्यवाणी करता है।

तकनीक आंखों की रक्त वाहिकाओं का आकलन करके और फिर इसका उपयोग सिस्टोलिक रक्तचाप की भविष्यवाणी करने और अन्य जोखिम बिंदुओं की पहचान करने के लिए करती है।

इस तरह के कार्यक्रम से हृदय संबंधी समस्याओं का जल्द पता लगाने में मदद मिलती है, जो उनकी रोकथाम की कुंजी है।

उस ने कहा, नकली इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) एआई मॉडल भी वेंट्रिकुलर विसंगतियों वाले लोगों के लिए प्रभावी निदान की सहायता के लिए उभर रहे हैं। नतीजतन, जबकि ओपन-हार्ट सर्जरी अधिक सफल हो रही है, दुनिया एक ओर बढ़ रही है ऐसे दौर में जहां मरीज और डॉक्टर पहले से कहीं ज्यादा दिल की सर्जरी के नतीजों को लेकर आश्वस्त हैं।

कार्डियोवैस्कुलर मॉडलिंग का एक सफल अनुप्रयोग रिपोर्ट है सीएनएन स्वास्थ्य 2015 में निकलॉस चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में 4 साल की बच्ची के दिल का 3डी सिमुलेशन। यह अभूतपूर्व है, क्योंकि सर्जन रोगी के दिल के नकली संस्करण को संचालित करने में सक्षम थे और वास्तविक सर्जरी से पहले सर्वोत्तम परिचालन प्रक्रियाओं की परिकल्पना करते थे।

2. वायरल जीनोम को समझना

हालांकि वायरल जीनोम को अनुक्रमित किया जा सकता है, वास्तविक समय में इसकी आक्रामक विकृति को समझना मुश्किल है क्योंकि यह उत्परिवर्तित होता है। लेकिन उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग के लिए धन्यवाद, इन तंत्रों के ग्राउंड-ब्रेकिंग सिमुलेशन विकसित हो रहे हैं। और यह निर्णय लेने वालों की मदद कर रहा है।

इस मामले में, उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग अनुप्रयोग का एक और हालिया उदाहरण है सीएसआईआरओ का COVID-19 पूर्ण जीनोम की खोज, जिसे उन्होंने 2020 की शुरुआत में एक CSIRO सुपर कंप्यूटर पर अनुकरण किया था।

CSIRO Data61 टीम ने मानव ACE2 रिसेप्टर के लिए COVID-19 के बाध्यकारी तंत्र का सफलतापूर्वक अनुकरण किया।

COVID-19 एक सक्रिय रूप से उत्परिवर्तित वायरस है। लेकिन इसकी क्रिया के तंत्र का अनुकरण शोधकर्ताओं को इसके अधिकांश विकसित व्यवहारों को समझने में मदद करने के लिए एक लंबा रास्ता तय करता है। इस तरह की सफलता न केवल वैज्ञानिकों को यह जानने में मदद करती है कि एक वैक्सीन को COVID-19 वायरल जीनोम पर कहाँ लक्षित करना चाहिए। लेकिन यह अब तक ज्ञात सबसे कुख्यात संक्रामक एजेंटों में से कुछ के लिए एक भविष्य कहनेवाला व्यवहार पैटर्न के विकास के लिए एक टेम्पलेट भी है।

नतीजतन, विभिन्न संक्रामक एजेंटों का मुकाबला करने में दवा और टीके का विकास सस्ता, तेज और अधिक कुशल हो जाता है।

यह संभव है कि इससे वैज्ञानिकों को मानव सुपर-जीन की पहचान करने में मदद मिल सकती है जो संक्रमण का विरोध कर सकते हैं।

3. स्वायत्त ड्राइविंग प्रौद्योगिकी

चालक रहित वाहन को संचालित करने के लिए आवश्यक एल्गोरिथम जटिल है, और इसे वास्तविक समय में कई जटिल गणनाओं को संसाधित करना पड़ता है। अनिवार्य रूप से, एक स्वायत्त ट्रक या कार अपनी किसी भी कार्यक्षमता में पिछड़ नहीं सकती है। इस प्रकार, उन्हें चलाने के लिए अत्यधिक विश्वसनीय कंप्यूटिंग गति की आवश्यकता होती है।

दुर्घटना सिमुलेशन, बाधा का पता लगाना, इंद्रियों के लिए तीव्र और सटीक प्रतिक्रिया चालक रहित वाहनों की स्मार्ट और सुरक्षित रूप से नेविगेट करने की प्रमुख विशेषताएं हैं।

बेशक, सेल्फ-ड्राइविंग कार बनाने का उद्देश्य सड़क दुर्घटनाओं को कम करने के लिए गहन सीखने की सटीकता का लाभ उठाना है और सटीक भविष्यवाणी करना है कि कहां नेविगेट करना है।

टेस्ला, वायमो, टोयोटा, होंडा, वोक्सवैगन सहित टेक और ऑटोमोबाइल दिग्गज, सार्वजनिक सड़क सुरक्षा मानकों का पालन करने वाली चालक रहित कारों का परीक्षण करने के अपने प्रयासों को तेज कर रहे हैं।

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हालांकि बहुत से लोग सेल्फ-ड्राइविंग कारों को लेकर संशय में हैं। लेकिन अगर यह तकनीक सफलतापूर्वक लागू हो जाती है, तो परिवहन का चेहरा बदल देगी। और शायद एक सुरक्षित सड़क और इष्टतम ईंधन खपत की दिशा में एक अभियान को बढ़ावा दें।

4. संवर्धित वास्तविकता

विकसित प्रौद्योगिकियों और क्लाउड कंप्यूटिंग में प्रगति के साथ, संवर्धित वास्तविकता, निस्संदेह, कल्पनाओं को यथार्थवाद में बदल देगी।

ऑगमेंटेड रियलिटी आपके द्वारा खरीदे जाने वाले उत्पादों को चुनने और उनका परीक्षण करने में आपकी मदद कर सकती है। और ऐसा लगता है कि आप उन्हें शारीरिक रूप से देख रहे हैं। एआर यह जांचना संभव बनाता है कि कपड़े और एक्सेसरीज़ जैसे उत्पाद खरीदने से पहले आप पर कैसा दिखता है।

यह सैन्य अभियानों में भी उभर रहा है। एक उदाहरण है माइक्रोसॉफ्ट का इंटीग्रेटेड विजुअल ऑग्मेंटेशन सिस्टम (आईवीएएस), जो सैनिकों को वास्तविक समय में उनके संपूर्ण समन्वय को देखने में मदद करता है।

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खेल में, खिलाड़ी वर्चुअल रूप से VR तकनीक का उपयोग करके प्रशिक्षण भी ले सकते हैं। वर्चुअल रियलिटी इमर्शन भी एक उभरती हुई तकनीक है जो भविष्य में अधिक यथार्थवादी दृष्टि को बढ़ावा देगी।

Microsoft, Google सहित बड़ी टेक कंपनियों ने इस उच्च प्रदर्शन वाली कंप्यूटिंग तकनीक में निवेश किया है। और आगे की प्रगति के साथ, हमें लगता है कि दुनिया तब चकित होगी जब टीवी और गेमिंग यथार्थवादी परिदृश्य और दृष्टिकोण के साथ संवर्धित हो जाएंगे।

5. नासा की सौर मौसम निगरानी

नासा ने 2019 में, सूर्य की अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण प्रकृति की दूर से निगरानी करने के लिए उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग का लाभ उठाया, जो सौर भड़कने का कारण बनता है, जो सौर मौसम को बाधित करता है।

सौर मंडल की मौसम की स्थिति अंतरिक्ष यान, उपग्रहों और सौर स्टेशनों के प्रक्षेपण को प्रभावित करती है। इसलिए, अंतरिक्ष में मानव अन्वेषण को बनाए रखने और पृथ्वी की रक्षा करने के लिए, समय के साथ सौर मौसम में होने वाले परिवर्तनों को ट्रैक करना आवश्यक है।

और निश्चित रूप से, सौर मौसम में विकृति पृथ्वी की संचारण उपयोगिताओं को समान रूप से प्रभावित कर सकती है, विशेष रूप से वे जो किसी न किसी रूप में सौर मंडल पर निर्भर हैं।

नासा सूर्य की गतिविधियों को पकड़ने के लिए EVE MEGS-A नामक एक समर्पित अंतरिक्ष उपकरण का उपयोग करता है। लेकिन पर प्रकाशित अपने शोध पत्र में कहा गया है विज्ञान अग्रिम, कि यदि EVE MEGS-A में खराबी आती है तो इसका नया गहन शिक्षण मॉडल इस अंतर को भर देगा।

इसलिए फ्रंटियर डेवलपमेंट लैब के संयोजन में, नासा ने एक गहरे तंत्रिका नेटवर्क मॉडल के माध्यम से सूर्य वेधशाला उपकरण का सफलतापूर्वक अनुकरण किया। क्योंकि यह वास्तविक समय और गतिशील है, इस समाधान के परिणामस्वरूप तेजी से निर्णय लिया जाता है।

यह उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग का जीवन बदलने वाला अनुप्रयोग है, क्योंकि यह अंतरिक्ष यात्रियों और नियामक एजेंसियों को आसन्न आपदा से पहले प्रभावशाली निर्णय लेने में मदद करता है।

6. विमान उत्पादन और वायुगतिकी

उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग विनिर्माण पर भी लागू होती है। कई उद्योग अब इस तकनीक का उपयोग मॉडल और भविष्यवाणी करने के लिए करते हैं कि अनदेखा सामग्री कैसे व्यवहार करती है। इस प्रकार, यह नई औद्योगिक सामग्रियों के निर्माण का प्रवेश द्वार बनाता है।

कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी उन क्षेत्रों में से एक है जहां एचपीसी ने अपना उद्देश्य पाया है। पवन टर्बाइनों, उड्डयन भागों के अनुकरण और सामग्रियों की ताकत की भविष्यवाणी ने कुछ जीवन बदलने वाले उत्पादों का आविष्कार किया है।

उदाहरण के लिए, एएआई एक एयरोस्पेस रक्षा प्रौद्योगिकी संगठन है जो कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी के आधार पर विभिन्न एयरो भागों का मॉडल करता है। हालांकि, एएआई का मॉडल सुरक्षित विमान बनाने के लिए एचपीसी-अनुकूलित सिस्टम विकसित करने पर केंद्रित है।

सिमुलिया एक विमान की गतिशील क्रूज स्थितियों का अनुकरण करने के लिए कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी का उपयोग करके सिमुलेशन सॉफ्टवेयर भी विकसित किया। सिमुलिया और एएआई के समाधान भौतिक परीक्षण की आवश्यकता और महंगी सामग्री की बर्बादी को समाप्त करके उत्पादन लागत और समय को कम करते हैं।

उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग की ड्राइविंग टेक्नोलॉजीज

सुपर कंप्यूटर और क्लाउड कंप्यूटिंग एचपीसी कार्यक्रमों के दो प्रमुख प्रेरक बल हैं। वे स्थान, गति और मापनीयता प्रदान करते हैं।

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ऑन-प्रिमाइसेस सुपरकंप्यूटर एचपीसी प्रोग्राम द्वारा आवश्यक रनटाइम के साथ पकड़ने के लिए अपर्याप्त हो सकते हैं क्योंकि यह स्केल करता है। और जबकि क्लाउड कंप्यूटिंग एक स्केलेबल और तेज़ विकल्प है, एज कंप्यूटिंग एक विकसित क्लाउड समाधान है जो भविष्य में उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग पर हावी हो सकता है।

उच्च निष्पादन कम्प्यूटिंग प्रोग्राम लिखने की कुछ चुनौतियाँ क्या हैं?

एचपीसी के अनुप्रयोग असीमित हैं, और वे जीवन के सभी पहलुओं में कटौती करते हैं। इसलिए क्षेत्र-विशिष्ट एचपीसी कार्यक्रम विकसित करते समय, प्रोग्रामर को उस क्षेत्र के बारे में व्यापक ज्ञान होना चाहिए। अन्यथा, यह कठिन हो जाता है, क्योंकि वे अपने कोड की तकनीकीताओं से निपटने का भी प्रयास कर रहे हैं। हालाँकि, एक और चुनौती यह है कि स्केलेबल और कार्यान्वयन योग्य कोड कैसे लिखा जाए।

उस ने कहा, उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग दुनिया में और अधिक विकास लाएगी, जितनी जल्दी आप सोच सकते हैं।

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