Superkomputer, AI, dan kembaran digital: panduan lengkap dalam bahasa Spanyol

Informatec Digital » Sumber daya » Superkomputer, AI, dan kembaran digital: panduan lengkap dalam bahasa Spanyol

Komputasi super dan kecerdasan buatan telah menjadi kombinasi terpopuler dalam teknologi saat ini. Kita tidak lagi hanya berbicara tentang pusat data besar yang tersembunyi di bunker ilmiah, tetapi tentang mesin yang mampu menciptakan kembaran digital planet ini, jantung manusia , atau seluruh kota, dan bahkan komputer super desktop yang (kurang lebih) muat di bawah meja kantor.

Pada saat yang sama, kita sedang mengalami pergeseran fase dalam AI: dari ledakan pelatihan model raksasa, kita telah beralih ke obsesi dengan inferensi —yaitu, dengan menggunakan model-model ini secara maksimal dalam tugas-tugas sehari-hari. Produsen perangkat keras, pusat penelitian, dan universitas kini berlomba-lomba menawarkan segala hal mulai dari pusat superkomputer seperti Barcelona Supercomputing Center (BSC) atau LUMI Eropa, hingga server kompak dan PC siap AI yang menghadirkan semacam "superkomputer mini" ke desktop.

Sebenarnya apa itu superkomputer dan bagaimana kekuatan komputasinya diukur?

Ketika kita berbicara tentang superkomputer, kita tidak merujuk pada PC yang dimodifikasi, melainkan pada gugusan ribuan komputer yang bekerja secara terkoordinasi seolah-olah mereka adalah satu mesin tunggal. Setiap komputer ini adalah sebuah node, dengan CPU, GPU, RAM, dan penyimpanan sendiri, semuanya terhubung oleh jaringan interkoneksi ultra cepat yang meminimalkan latensi , musuh terbesar kinerja.

Kekuatan mesin-mesin ini dinyatakan dalam FLOPS (operasi floating-point per detik) . Di rumah, komputer yang canggih dapat beroperasi dalam kisaran teraFLOPS (TFLOPS). Dalam superkomputer, kita bermain di liga yang berbeda: biasanya kita berbicara tentang petaFLOPS ( ^10¹⁵ operasi per detik) dan, dalam sistem yang paling canggih, exaFLOPS ( ^10¹⁸ ). Frontier, di Amerika Serikat, adalah yang pertama secara resmi menembus batas exascale.

Sebagai gambaran, superkomputer modern dapat melakukan perhitungan selama bertahun-tahun pada komputer rumahan hanya dalam satu jam . Kekuatan komputasi yang luar biasa inilah yang memungkinkan kita untuk mensimulasikan segala hal, mulai dari badai hingga dinamika protein, atau untuk melatih model AI dengan triliunan parameter.

Seperti apa bentuk fisik superkomputer dan mengapa mereka membutuhkan pendinginan yang begitu besar?

Secara visual, superkomputer sama sekali tidak mirip dengan PC desktop biasa. Biasanya, superkomputer menyerupai ruangan yang penuh dengan kabinet logam , masing-masing berisi ratusan atau ribuan prosesor, GPU, dan hard drive. Daya yang dihasilkan sangat besar sehingga konsumsi energinya dapat mencapai beberapa megawatt , dan sebagian besar energi tersebut hilang sebagai panas.

Itulah mengapa sistem-sistem ini membutuhkan ruangan khusus dengan pendinginan ekstrem : kontrol iklim industri, lorong panas dan dingin, pendinginan cairan langsung ke chip, dan bahkan solusi kreatif untuk memanfaatkan panas tersebut. Di Swiss, misalnya, panas dari superkomputer digunakan kembali untuk memanaskan gedung-gedung universitas , mengubah masalah menjadi keuntungan.

Dalam beberapa kasus, digunakan sistem keamanan dan perlindungan yang sangat canggih, seperti ruang tertutup kaca dengan sistem pemadam kebakaran khusus yang menggunakan air berukuran mikro yang mampu memadamkan api tanpa merusak komponen elektronik. Ini adalah kasus MareNostrum asli di Barcelona, ​​​​yang dipasang di dalam kapel Universitas Politeknik Catalonia: mungkin salah satu superkomputer dengan lokasi paling tidak biasa di dunia.

Revolusi kembaran digital: dari Bumi ke hati manusia

Kombinasi superkomputer dan AI mendorong konsep kunci: kembaran digital . Ini bukan sekadar model virtual, tetapi replika dinamis yang mengintegrasikan data dunia nyata dalam waktu hampir nyata untuk mensimulasikan, mengantisipasi, dan mengoptimalkan apa yang terjadi di dunia fisik.

Di Eropa, Komisi Eropa mempromosikan program Destination Earth (DestinE) , yang bertujuan untuk mengembangkan kembaran digital Bumi yang sangat akurat dalam beberapa tahun. Berkat superkomputer seperti LUMI , yang paling kuat di Uni Eropa, simulasi iklim jangka panjang dengan resolusi sangat tinggi dapat dilakukan, yang menggabungkan atmosfer, lautan, dan permukaan daratan dengan tingkat detail yang hingga saat ini hanya dapat dicapai dengan model cuaca jangka pendek.

Menurut Utz-Uwe Haus, kepala Laboratorium Riset HPE HPC/AI EMEA, kemampuan ini memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang peristiwa ekstrem untuk manajemen bencana, studi skenario perubahan iklim, dan penilaian dampak gletser, es laut, vegetasi, dan aerosol terhadap iklim global. Tetapi hal ini juga memungkinkan sesuatu yang sangat praktis: memprediksi dampak lokal dengan presisi yang sangat tinggi, seperti curah hujan rata-rata, kekeringan, atau banjir pada skala wilayah atau kota.

Hal ini berdampak langsung pada perencanaan pertanian (tanaman apa yang layak ditanam di suatu daerah dan seberapa besar risikonya), pada investasi energi terbarukan (memprediksi jam sinar matahari dan angin selama beberapa dekade), dan pada desain infrastruktur. Ini adalah contoh nyata bagaimana superkomputer berhenti menjadi sesuatu yang abstrak dan mulai memengaruhi keputusan ekonomi yang sangat konkret.

Kembaran digital di kota, sungai, dan pelabuhan

Kembaran digital tidak terbatas pada iklim global. Wilayah metropolitan Barcelona memiliki kembaran digital dari 164 kotamadya yang memungkinkan simulasi skenario perkotaan, ekonomi, mobilitas, perumahan, dan pengetahuan untuk beberapa dekade mendatang. Kebijakan dan rencana dapat diuji pada replika virtual ini sebelum mengambil keputusan di dunia nyata.

Di sektor pelabuhan dan transportasi sungai, Pelabuhan Sevilla sedang mengembangkan Guadaltwin, sebuah kembaran digital dari Jalur Air Guadalquivir, sebagai bagian dari rencana digitalisasinya. Sistem ini mengintegrasikan AI dan pembelajaran mesin untuk meningkatkan prediksi dan pengambilan keputusan terkait lalu lintas sungai, manajemen kedalaman, pasang surut, infrastruktur, dan keselamatan.

Bahkan di bidang yang tampaknya berbeda seperti fisika energi tinggi dan mode, kembaran digital mulai merambah industri. CERN sedang meneliti cara menggunakan model-model ini dalam eksperimen fisika partikel, robotika, dan sistem pendinginnya, sementara perusahaan seperti H&M telah menciptakan replika digital model manusia untuk kampanye iklan, memicu perdebatan tentang hak citra dan masa depan karya kreatif.

Tubuh manusia sebagai kembaran digital hebat berikutnya

Salah satu tantangan paling ambisius terletak di bidang perawatan kesehatan. Tim seperti tim Steven Niederer di Imperial College London sedang mengerjakan kembaran digital dari jantung individu, dengan bentuk, ukuran, dan fungsi spesifiknya. Model-model ini memungkinkan simulasi operasi dan perawatan tanpa risiko bagi pasien dan sudah digunakan dalam uji klinis dan perencanaan intervensi.

Para peneliti seperti Andreu Climent dan María de la Salud Guillem, dari Universitas Politeknik Valencia, percaya bahwa kembaran jantung digital ini akan menjadi kunci untuk mengobati aritmia kompleks, menentukan siapa yang mendapat manfaat dari defibrillator implan, dan mengantisipasi risiko kematian mendadak. Dan tujuan jangka panjangnya bahkan lebih ambisius: membangun kembaran digital lengkap dari tubuh manusia yang akan memungkinkan pengujian terapi, penyesuaian dosis obat, dan personalisasi pengobatan secara maksimal.

AI, superkomputer, dan pergeseran dari pelatihan ke inferensi

Selama bertahun-tahun, sebagian besar investasi AI telah diarahkan untuk melatih model yang semakin besar, terutama dalam AI generatif. Saat ini, fokusnya jelas bergeser ke arah inferensi : menggunakan model-model tersebut dalam skala besar di lingkungan produksi, secara terus menerus, dan dengan biaya per operasi yang lebih rendah.

Pergeseran ini terlihat jelas di CES 2026. Produsen seperti Lenovo memperkenalkan server yang dirancang khusus untuk inferensi, seperti ThinkSystem SR675i, SR650i , dan ThinkEdge SE455i , yang siap menjalankan model AI di dekat sumber data, di apa yang disebut edge computing.

Origin PC, yang kini menjadi bagian dari ekosistem Corsair, telah memamerkan S-Class Edge AI Developer Kit , sebuah platform ringkas dan siap pakai untuk mengembangkan AI di tepi jaringan. Idenya adalah agar tim pengembangan atau penelitian kecil dapat menguji dan menerapkan AI tanpa selalu bergantung pada cloud atau pusat data eksternal yang besar.

Sebagian besar produsen PC yang hadir di CES mengikuti jalur yang sama: Acer dengan mini-station AI RA100 dan desktop Veriton yang diperbarui; LG GRAM dengan kemampuan AI ganda (lokal + cloud); Asus dengan serangkaian Vivobook baru dan convertible ProArt PX13 yang ditujukan untuk kreator yang bekerja dengan AI; Dell memperbarui jajaran XPS untuk beban kerja AI; dan HP memperbarui EliteBook, EliteBoard, Omnibook, dan OmniStudio, semuanya dengan akselerasi AI dan daya data.

Komputasi super yang dapat diakses di desktop: "superkomputer desktop"

Salah satu tren yang sangat menarik adalah superkomputasi lokal , dengan mesin-mesin yang, meskipun tidak mencapai skala pusat nasional, menawarkan daya luar biasa dalam format desktop. Di CES 2026, Gigabyte (melalui anak perusahaannya Giga Computing) memperkenalkan Gigabyte W775-V10 , sebuah "superkomputer desktop" sejati.

Sistem ini mengintegrasikan tumpukan AI NVIDIA dan akselerator desktop NVIDIA GB300 Grace Blackwell Ultra , di antara komponen-komponen kelas atas lainnya. Tujuannya adalah untuk memungkinkan tim AI melatih dan menyimpulkan model kompleks tanpa bergantung pada cloud atau pusat data eksternal, sambil mempertahankan kendali penuh atas data dan lingkungan runtime.

Bersamaan dengan itu, CES juga berfungsi untuk menyegarkan ekosistem komponen: CPU Intel Core Ultra baru , prosesor AMD Ryzen baru, chip Snapdragon X2 Plus dari Qualcomm , SSD BG7 dari Kioxia, memori DDR5 canggih dari Gigabyte, dan motherboard yang diperbarui dari MSI, semuanya dirancang untuk mendukung beban kerja yang intensif data dan intensif AI.

Di sektor periferal, merek-merek seperti Corsair memamerkan mouse dan keyboard kelas atas terbaru mereka, sementara Anker, eufy, dan soundcore berfokus pada perangkat yang terhubung. Bahkan beberapa gadget menarik pun muncul, seperti Plaud Notepin S , perangkat pencatat kecil yang didukung oleh AI.

Untuk apa saja superkomputer digunakan saat ini: dari COVID hingga kualitas udara.

Superkomputer hampir selalu digunakan untuk penelitian tingkat lanjut di bidang-bidang di mana PC biasa akan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk melakukan perhitungan. Penggunaan klasiknya meliputi meteorologi dan iklim , simulasi gempa bumi, penelitian di bidang astrofisika, geofisika, biologi, kedokteran, desain obat, dan teknik kedirgantaraan.

Selama pandemi COVID-19 , beberapa superkomputer digunakan untuk mensimulasikan perilaku protein virus, menguji kombinasi molekul, dan mempercepat pencarian obat. Simulasi besar-besaran memungkinkan para peneliti untuk mengesampingkan pendekatan yang tidak menjanjikan dan memfokuskan upaya mereka pada senyawa dengan probabilitas keberhasilan tertinggi.

Pusat-pusat seperti Barcelona Supercomputing Center telah menunjukkan contoh-contoh yang sangat konkret: dengan data sensor dan model dinamika fluida, mereka melatih jaringan saraf untuk mengendalikan insinerator dan meningkatkan penggunaan bahan bakar dengan mengurangi emisi; atau untuk memprediksi kualitas udara di kota-kota besar dengan akurasi yang luar biasa, berdasarkan data historis selama bertahun-tahun.

Contoh mencolok lainnya adalah AlphaFold , sistem DeepMind untuk memprediksi pelipatan protein dari urutan asam aminonya. Masalah setingkat Hadiah Nobel ini telah mendapat manfaat dari kombinasi luar biasa antara AI, big data, dan superkomputer . Dampaknya pada biomedis dan desain obat sangat besar, hingga puluhan ribu peneliti di seluruh dunia sudah menggunakan hasilnya setiap hari.

Penggunaan umum superkomputer

• Prakiraan cuaca dan iklim dalam jangka menengah dan panjang.
• Simulasi gempa bumi, tsunami, dan bencana alam. untuk mengurangi kerusakan.
• Desain dan pengujian pesawat terbang, kendaraan, dan roket. menggunakan model aerodinamis.
• Penemuan dan desain obat dan studi interaksi molekuler.
• Astrofisika dan kosmologiPembentukan galaksi, bintang, dan lubang hitam.
• Kualitas udara dan komposisi atmosfer di berbagai wilayah dan kota.
• Big Data dan simulasi sosial: evolusi budaya, pergerakan penduduk, kota pintar.
• Keamanan dan pertahananMulai dari simulasi senjata nuklir hingga kembaran digital radar dan sistem kompleks.

Di manakah superkomputer besar itu berada dan apa peran Spanyol?

Daftar Top500 menyusun dan memberi peringkat 500 superkomputer paling kuat di dunia dua kali setahun sejak tahun 1993. Meskipun Tiongkok memimpin dalam jumlah sistem dalam daftar tersebut, Amerika Serikat tetap memimpin dalam total daya agregat , terutama dengan mesin seperti Frontier.

Di antara raksasa saat ini adalah Fugaku di Jepang, yang memimpin selama bertahun-tahun; Summit dan Sierra di Amerika Serikat; dan Sunway TaihuLight dan Tianhe-2A di Tiongkok, yang juga pernah menduduki posisi teratas. Italia memiliki sistem seperti HPC5 dan Marconi-100 , dan Swiss memiliki Piz Daint , pemimpin lama di Eropa.

Di Spanyol, tolok ukurnya adalah MareNostrum di Pusat Komputasi Super Barcelona. Sejak versi pertamanya pada tahun 2004, dengan sekitar 42,4 teraFLOPS, ia telah berkembang hingga MareNostrum 4 saat ini, dengan sekitar 13,7 petaFLOPS . Generasi berikutnya, MareNostrum 5, akan mewakili lompatan beberapa orde besaran dalam daya dan konsumsi energi, dan merupakan bagian dari strategi Eropa untuk mengembangkan infrastruktur exascale.

Salah satu jaringan yang sangat penting adalah Jaringan Superkomputer Spanyol (RES) , yang menyatukan pusat-pusat dan mesin-mesin yang tersebar di berbagai komunitas otonom dan menyediakan layanan kepada para peneliti di seluruh negeri. Dengan berlandaskan fondasi ini, Jaringan Superkomputer Ibero-Amerika juga telah dibentuk , yang menghubungkan sumber daya dari negara-negara seperti Meksiko dan mitra-mitra Amerika Latin lainnya untuk proyek-proyek bersama.

Di tingkat regional, fasilitas seperti superkomputer Picasso di Universitas Málaga menonjol, dengan sekitar 40.000 inti komputasi dan 180 TB RAM. Picasso melayani para peneliti di universitas itu sendiri dan pengguna Andalusia melalui Platform Bioinformatika Andalusia, serta para ilmuwan dari seluruh Spanyol melalui RES (Jaringan Bioinformatika Spanyol).

Sistem-sistem ini hampir selalu berjalan di Linux atau turunannya, karena sifatnya yang open-source, stabilitas, dan konsumsi sumber daya yang rendah dibandingkan dengan sistem operasi komersial lainnya. Di atas fondasi ini, telah dibangun ekosistem khusus dan canggih yang terdiri dari perangkat ilmiah, lingkungan pemrograman, dan pustaka AI.

Pusat referensi: Pusat Komputasi Super Barcelona dan persaingan Eropa untuk perangkat kerasnya sendiri.

Barcelona Supercomputing Center (BSC) adalah salah satu pemain terkemuka di Eropa dalam penelitian superkomputer dan arsitektur komputer. Dipimpin selama beberapa dekade oleh Mateo Valero, BSC telah berkembang dari mengelola satu superkomputer menjadi pusat dengan lebih dari seribu orang dari lebih dari 50 negara, yang terorganisasi dalam departemen Ilmu Komputer, Ilmu Hayati, Ilmu Bumi, dan Aplikasi Sosial.

Salah satu ciri khas BSC adalah bahwa mereka tidak hanya mengoperasikan mesin; mereka juga mengembangkan perangkat lunak, algoritma, dan bahkan prosesor mereka sendiri . Selama bertahun-tahun, mereka telah terlibat dalam proyek-proyek Eropa seperti EuroHPC dan inisiatif seperti European Processor Initiative (EPI) dan chip Eropa berdasarkan arsitektur terbuka seperti RISC-V , dengan tujuan mengurangi ketergantungan Eropa pada produsen Amerika dan Asia.

Bekerja sama dengan mitra lain, BSC telah mempromosikan prototipe prosesor vektor , platform berbasis ARM dan RISC-V, dan seluruh keluarga desain dengan nama-nama seperti Turtle, Lizard, dan Chameleon , yang kompleksitasnya meningkat di setiap generasi. Tujuannya adalah untuk menciptakan, dalam jangka menengah, chip yang mampu mendukung superkomputer “MareNostrum 6” dengan teknologi komputasi penting yang dikembangkan di Eropa.

Upaya ini dibingkai dalam realitas yang tidak nyaman: Eropa dulunya merancang sebagian arsitektur ARM, tetapi penjualan ARM ke perusahaan non-Eropa dan kurangnya pabrik semikonduktor besar milik sendiri telah menempatkan benua itu dalam posisi yang genting . Meskipun beberapa inisiatif, seperti jaminan Amerika Serikat terhadap produksi canggih TSMC di Arizona, atau pabrik chip yang diincar Jerman dan Prancis dengan subsidi publik yang besar, berlangsung di Spanyol, Spanyol menghadapi tantangan untuk menggabungkan desain, manufaktur, dan ekosistem industri dengan sumber daya yang relatif lebih sedikit.

Dalam konteks ini, strategi Spanyol melibatkan konsolidasi pusat-pusat seperti BSC, mempromosikan jaringan seperti RES, mendukung proyek-proyek chip terbuka, dan melatih para profesional yang sangat dibutuhkan di bidang arsitektur komputer dan AI. Bukan suatu kebetulan bahwa, seperti yang diakui oleh para direktur pusat itu sendiri, para pemegang gelar PhD yang berspesialisasi di bidang-bidang ini menerima tawaran dari industri swasta dengan gaji yang sulit ditandingi dari dunia akademis, sehingga menyulitkan untuk mempertahankan talenta.

Sementara itu, universitas-universitas Spanyol lainnya memperkuat infrastruktur mereka, seperti yang ditunjukkan oleh Institut Picasso di Málaga dan node RES yang tersebar di seluruh negeri. Dalam banyak kasus, sistem ini melayani fisika partikel , studi perubahan iklim, teknik, bioinformatika, dan proyek kota pintar, menunjukkan bahwa superkomputer bukan lagi kemewahan yang hanya diperuntukkan bagi segelintir laboratorium terpilih.

Jika dilihat dari gambaran besarnya, cukup jelas bahwa superkomputasi telah berkembang dari sekadar keingintahuan di laboratorium menjadi infrastruktur penting untuk iklim, kesehatan, keamanan, ekonomi, dan bahkan untuk cara kita merancang kota, kendaraan, dan obat-obatan. Pada saat yang sama, lompatan AI dari laboratorium ke produksi dan munculnya kembaran digital membawa sebagian kekuatan ini ke server khusus dan bahkan ke desktop para insinyur dan ilmuwan, menciptakan skenario di mana, alih-alih menghilang, superkomputasi semakin terintegrasi ke dalam kehidupan sehari-hari kita, meskipun kita sering tidak menyadarinya.