- Superkomputer dan AI memungkinkan untuk mencipta kembar digital planet, bandar dan organ manusia untuk mensimulasikan dan menjangka senario yang kompleks.
- Eropah sedang mempromosikan projek seperti Destination Earth, LUMI dan BSC, menggabungkan superkomputer, rangkaian pusat dan pembangunan cipnya sendiri.
- Tumpuan AI beralih daripada latihan besar-besaran kepada inferens, dengan pelayan, PC dan juga superkomputer desktop baharu sedang disediakan untuk AI.
- Sepanyol menyertai perlumbaan ini bersama MareNostrum, Rangkaian Superkomputer Sepanyol dan sistem seperti Picasso, yang menyediakan perkhidmatan kepada sains, industri dan masyarakat.
Superkomputer dan kecerdasan buatan telah menjadi gandingan paling hangat dalam teknologi masa kini. Kita bukan lagi hanya bercakap tentang pusat data besar yang tersembunyi di dalam bunker saintifik, tetapi tentang mesin yang mampu mencipta kembar digital planet ini, hati manusia , atau seluruh bandar, dan juga superkomputer desktop yang (lebih kurang) muat di bawah meja pejabat.
Pada masa yang sama, kita sedang mengalami perubahan fasa dalam AI: daripada ledakan dalam melatih model gergasi, kita telah beralih kepada obsesi dengan inferens —iaitu, dengan menggunakan model ini pada kapasiti penuh dalam tugasan harian. Pengilang perkakasan, pusat penyelidikan dan universiti kini bersaing untuk menawarkan segala-galanya daripada pusat superkomputer seperti Pusat Superkomputer Barcelona (BSC) atau LUMI Eropah, kepada pelayan padat dan PC sedia AI yang membawa sejenis "superkomputer mini" ke desktop.
Apakah sebenarnya superkomputer dan bagaimana kuasanya diukur?
Apabila kita bercakap tentang superkomputer, kita tidak merujuk kepada PC yang dipertingkatkan, tetapi sebaliknya kepada kelompok beribu-ribu komputer yang berfungsi secara terselaras seolah-olah ia adalah satu mesin. Setiap komputer ini merupakan satu nod, dengan CPU, GPU, RAM dan storannya sendiri, semuanya dihubungkan oleh rangkaian interkoneksi ultra pantas yang meminimumkan latensi , musuh terbesar prestasi.
Kuasa mesin ini dinyatakan dalam FLOPS (operasi titik apungan sesaat) . Di rumah, komputer yang berkuasa boleh beroperasi dalam julat teraFLOPS (TFLOPS). Dalam superkomputer, kita bermain dalam liga yang berbeza: adalah perkara biasa untuk bercakap tentang petaFLOPS ( operasi 10¹⁵ sesaat) dan, dalam sistem yang paling canggih, exaFLOPS ( 10¹⁸ ). Frontier, di Amerika Syarikat, merupakan yang pertama secara rasmi memecahkan halangan exascale.
Untuk memberi anda gambaran, sebuah superkomputer moden boleh melakukan dalam masa satu jam apa yang komputer rumah perlukan masa bertahun-tahun untuk mengira . Kuasa pengkomputeran yang luar biasa inilah yang membolehkan kita mensimulasikan segala-galanya daripada taufan kepada dinamik protein, atau melatih model AI dengan bertrilion parameter.
Bagaimana rupa fizikal superkomputer dan mengapa ia memerlukan begitu banyak penyejukan?
Secara visual, superkomputer tidak kelihatan seperti PC desktop biasa. Ia biasanya menyerupai bilik yang penuh dengan kabinet logam , setiap satunya mengandungi ratusan atau ribuan pemproses, GPU dan cakera keras. Kuasanya sangat besar sehingga penggunaan tenaga boleh mencecah beberapa megawatt , dan sebahagian besar tenaga itu hilang sebagai haba.
Itulah sebabnya sistem ini memerlukan bilik khusus dengan penyejukan ekstrem : kawalan iklim perindustrian, lorong panas dan sejuk, penyejukan cecair terus ke cip, dan juga penyelesaian kreatif untuk memanfaatkan haba tersebut. Di Switzerland, sebagai contoh, haba daripada superkomputer digunakan semula untuk memanaskan bangunan universiti , menjadikan masalah sebagai satu kelebihan.
Dalam beberapa kes, sistem keselamatan dan perlindungan yang sangat canggih digunakan, seperti penutup kaca dengan sistem pemadaman kebakaran khas yang menggunakan air mikron yang mampu memadamkan kebakaran tanpa merosakkan elektronik. Ini adalah kes MareNostrum asal di Barcelona, yang dipasang di dalam gereja Universiti Politeknik Catalonia: mungkin salah satu superkomputer dengan lokasi paling luar biasa di dunia.
Revolusi kembar digital: dari Bumi ke hati manusia
Gabungan superkomputer dan AI memacu konsep utama: kembar digital . Ini bukan sekadar model maya, tetapi replika dinamik yang mengintegrasikan data dunia sebenar dalam masa nyata hampir untuk mensimulasikan, menjangka dan mengoptimumkan apa yang berlaku di dunia fizikal.
Di Eropah, Suruhanjaya Eropah sedang mempromosikan program Destination Earth (DestinE) , yang bertujuan untuk membangunkan kembar digital Bumi yang sangat tepat dalam beberapa tahun. Terima kasih kepada superkomputer seperti LUMI , yang paling berkuasa di Kesatuan Eropah, simulasi iklim jangka panjang beresolusi tinggi dapat dijalankan, menggabungkan atmosfera, lautan dan permukaan tanah dengan tahap perincian yang sehingga baru-baru ini hanya dapat dicapai dengan model cuaca jangka pendek.
Menurut Utz-Uwe Haus, ketua Makmal Penyelidikan HPE HPC/AI EMEA, keupayaan ini membolehkan pemahaman yang lebih baik tentang peristiwa ekstrem untuk pengurusan bencana, kajian senario perubahan iklim dan penilaian kesan glasier, ais laut, tumbuh-tumbuhan dan aerosol terhadap iklim global. Tetapi ia juga membolehkan sesuatu yang sangat praktikal: meramalkan kesan tempatan dengan ketepatan yang sangat tinggi, seperti purata hujan, kemarau atau banjir pada skala sesebuah wilayah atau bandar.
Ini mempunyai akibat langsung terhadap perancangan pertanian (tanaman manakah yang berdaya maju di kawasan tertentu dan pada risiko apa), untuk pelaburan dalam tenaga boleh diperbaharui (ramalan jam cahaya matahari dan angin selama beberapa dekad), dan untuk reka bentuk infrastruktur. Ia merupakan contoh yang jelas tentang bagaimana superkomputer tidak lagi menjadi sesuatu yang abstrak dan mula mempengaruhi keputusan ekonomi yang sangat konkrit.
Kembar digital di bandar, sungai dan pelabuhan
Kembar digital tidak terhad kepada iklim global. Kawasan metropolitan Barcelona mempunyai kembar digital yang terdiri daripada 164 majlis perbandarannya yang membolehkan simulasi senario bandar, ekonomi, mobiliti, perumahan dan pengetahuan untuk dekad akan datang. Dasar dan pelan boleh diuji pada replika maya ini sebelum membuat keputusan di dunia sebenar.
Dalam sektor pengangkutan pelabuhan dan sungai, Pelabuhan Seville sedang membangunkan Guadaltwin, kembar digital Laluan Air Guadalquivir, sebagai sebahagian daripada pelan pendigitalannya. Sistem ini mengintegrasikan AI dan pembelajaran mesin untuk meningkatkan ramalan dan keputusan mengenai trafik sungai, pengurusan draf, pasang surut, infrastruktur dan keselamatan.
Walaupun dalam bidang yang kelihatan berbeza seperti fizik bertenaga tinggi dan fesyen, kembar digital telah mula memasuki industri ini. CERN sedang mengkaji cara menggunakan model ini dalam eksperimen fizik zarah, robotik dan sistem penyejukannya, manakala syarikat seperti H&M telah mencipta replika digital model manusia untuk kempen pengiklanan, mencetuskan perdebatan tentang hak imej dan masa depan karya kreatif.
Tubuh manusia sebagai kembar digital hebat seterusnya
Salah satu cabaran yang paling bercita-cita tinggi terletak pada penjagaan kesihatan. Pasukan seperti Steven Niederer di Imperial College London sedang mengusahakan kembar digital jantung individu, dengan bentuk, saiz dan fungsi khusus mereka. Model ini membolehkan simulasi pembedahan dan rawatan tanpa risiko kepada pesakit dan telah pun digunakan dalam ujian klinikal dan perancangan intervensi.
Penyelidik seperti Andreu Climent dan María de la Salud Guillem, dari Universiti Politeknik Valencia, percaya bahawa kembar jantung digital ini akan menjadi kunci untuk merawat aritmia kompleks, menentukan siapa yang mendapat manfaat daripada defibrilator implan, dan menjangkakan risiko kematian mengejut. Dan matlamat jangka panjang adalah lebih bercita-cita tinggi: untuk membina kembar digital lengkap badan manusia yang akan membolehkan ujian terapi, melaraskan dos ubat, dan memperibadikan ubat sepenuhnya.
AI, superkomputer dan peralihan daripada latihan kepada inferens
Selama bertahun-tahun, sebahagian besar pelaburan AI telah digunakan untuk melatih model yang semakin besar, terutamanya dalam AI generatif. Hari ini, tumpuan jelas beralih ke arah inferens : menggunakan model tersebut pada skala besar dalam pengeluaran, secara berterusan dan pada kos setiap operasi yang lebih rendah.
Perubahan ini jelas kelihatan di CES 2026. Pengilang seperti Lenovo memperkenalkan pelayan yang direka khusus untuk inferens, seperti ThinkSystem SR675i, SR650i dan ThinkEdge SE455i , yang sedia untuk menjalankan model AI berhampiran sumber data, pada apa yang dipanggil edge.
Origin PC, yang kini merupakan sebahagian daripada ekosistem Corsair, telah mempamerkan Kit Pembangun AI S-Class Edge , platform padat dan sedia untuk digunakan untuk membangunkan AI di pinggir rangkaian. Ideanya ialah pasukan pembangunan atau penyelidikan kecil boleh menguji dan menggunakan AI tanpa sentiasa bergantung pada awan atau pusat data luaran yang besar.
Kebanyakan pengeluar PC yang hadir di CES mengikuti laluan yang sama: Acer dengan stesen mini AI RA100 dan desktop Veriton yang dikemas kini; LG GRAM dengan keupayaan AI berganda (tempatan + awan); Asus dengan rangkaian Vivobooks baharu dan ProArt PX13 boleh tukar yang disasarkan kepada pencipta yang bekerja dengan AI; Dell mengemas kini rangkaian XPS untuk beban kerja AI; dan HP mengemas kini EliteBook, EliteBoard, Omnibook dan OmniStudio, semuanya dengan pecutan AI dan kuasa data.
Superkomputer yang merangkumi desktop: "superkomputer desktop"
Satu trend yang amat menarik ialah superkomputer tempatan , dengan mesin yang, walaupun tidak mencapai skala pusat kebangsaan, menawarkan kuasa luar biasa dalam format desktop. Di CES 2026, Gigabyte (melalui anak syarikatnya Giga Computing) memperkenalkan Gigabyte W775-V10 , sebuah "superkomputer desktop" yang sebenar.
Sistem ini mengintegrasikan susunan AI NVIDIA dan pemecut Desktop NVIDIA GB300 Grace Blackwell Ultra , antara komponen peringkat tertinggi yang lain. Matlamatnya adalah untuk membolehkan pasukan AI melatih dan membuat kesimpulan model yang kompleks tanpa bergantung pada awan atau pusat data luaran, sambil mengekalkan kawalan penuh ke atas persekitaran data dan masa jalan.
Di samping itu, CES telah berfungsi untuk menyegarkan ekosistem komponen: CPU Intel Core Ultra baharu , pemproses AMD Ryzen baharu, cip Snapdragon X2 Plus Qualcomm , SSD BG7 Kioxia, memori DDR5 termaju daripada Gigabyte dan papan induk yang dikemas kini daripada MSI, semuanya direka bentuk untuk menyokong beban kerja intensif data dan intensif AI.
Dalam sektor peranti persisian, jenama seperti Corsair mempamerkan tetikus dan papan kekunci canggih terkini mereka, manakala Anker, eufy dan soundcore menumpukan pada peranti yang disambungkan. Malah beberapa gajet menarik turut muncul, seperti Plaud Notepin S , peranti pencatat nota kecil yang dikuasakan oleh AI.
Apakah kegunaan superkomputer hari ini: daripada COVID kepada kualiti udara
Superkomputer hampir selalu digunakan untuk penyelidikan lanjutan dalam bidang di mana PC biasa memerlukan masa yang lama untuk dikira. Kegunaan klasiknya termasuk meteorologi dan iklim , simulasi gempa bumi, penyelidikan dalam astrofizik, geofizik, biologi, perubatan, reka bentuk ubat dan kejuruteraan aeroangkasa.
Semasa pandemik COVID-19 , beberapa superkomputer telah digunakan untuk mensimulasikan tingkah laku protein virus, menguji kombinasi molekul dan mempercepatkan pencarian ubat. Simulasi besar-besaran membolehkan penyelidik membuang pendekatan yang tidak menjanjikan dan menumpukan usaha mereka pada sebatian dengan kebarangkalian kejayaan tertinggi.
Pusat-pusat seperti Pusat Superkomputer Barcelona telah menunjukkan contoh-contoh yang sangat konkrit: dengan data sensor dan model dinamik bendalir, mereka melatih rangkaian saraf untuk mengawal insinerator dan meningkatkan penggunaan bahan api dengan mengurangkan pelepasan; atau untuk meramalkan kualiti udara di bandar-bandar besar dengan ketepatan yang luar biasa, berdasarkan data sejarah selama bertahun-tahun.
Satu lagi contoh menarik ialah AlphaFold , sistem DeepMind untuk meramalkan pelipatan protein daripada jujukan asid aminonya. Masalah peringkat Hadiah Nobel ini telah mendapat manfaat daripada gabungan AI, data raya dan superkomputer yang pesat . Kesannya terhadap bioperubatan dan reka bentuk ubat sangat besar, sehingga puluhan ribu penyelidik di seluruh dunia telah pun menggunakan hasilnya setiap hari.
Kegunaan biasa superkomputer
- Ramalan cuaca dan iklim dalam jangka sederhana dan panjang.
- Simulasi gempa bumi, tsunami dan bencana alam untuk mengurangkan kerosakan.
- Reka bentuk dan pengujian pesawat, kenderaan dan roket menggunakan model aerodinamik.
- Penemuan dan reka bentuk ubat dan kajian interaksi molekul.
- Astrofizik dan kosmologi: pembentukan galaksi, bintang dan lubang hitam.
- Kualiti udara dan komposisi atmosfera di wilayah dan bandar.
- Data Besar dan simulasi sosial: evolusi budaya, pergerakan penduduk, bandar pintar.
- Keselamatan dan pertahanandaripada simulasi senjata nuklear kepada kembar digital radar dan sistem kompleks.
Di manakah terletaknya superkomputer besar dan apakah peranan yang dimainkan oleh Sepanyol?
Senarai Top500 menyusun dan menyenaraikan 500 superkomputer paling berkuasa di dunia dua kali setahun sejak tahun 1993. Walaupun China mendahului dalam bilangan sistem dalam senarai itu, Amerika Syarikat mengekalkan kedudukan teratas dalam jumlah kuasa agregat , terutamanya dengan mesin seperti Frontier.
Antara syarikat gergasi semasa ialah Fugaku di Jepun, yang menerajui pasaran selama bertahun-tahun; Summit dan Sierra di Amerika Syarikat; dan Sunway TaihuLight dan Tianhe-2A di China, yang juga pernah memegang kedudukan teratas. Itali merupakan tempat kepada sistem seperti HPC5 dan Marconi-100 , dan Switzerland mempunyai Piz Daint , peneraju lama di Eropah.
Di Sepanyol, penanda arasnya ialah MareNostrum di Pusat Superkomputer Barcelona. Sejak versi pertamanya pada tahun 2004, dengan kira-kira 42,4 teraFLOPS, ia telah ditingkatkan kepada MareNostrum 4 semasa, dengan sekitar 13,7 petaFLOPS . Generasi seterusnya, MareNostrum 5, akan mewakili lonjakan beberapa peringkat magnitud dalam penggunaan kuasa dan tenaga, dan merupakan sebahagian daripada strategi Eropah untuk membangunkan infrastruktur exascale.
Rangkaian yang amat penting ialah Rangkaian Superkomputer Sepanyol (RES) , yang menyatukan pusat dan mesin yang tersebar di seluruh komuniti autonomi yang berbeza dan menyediakan perkhidmatan kepada penyelidik di seluruh negara. Berdasarkan asas ini, Rangkaian Superkomputer Ibero-Amerika juga telah diwujudkan , menghubungkan sumber dari negara-negara seperti Mexico dan rakan kongsi Amerika Latin yang lain untuk projek bersama.
Di peringkat serantau, kemudahan seperti superkomputer Picasso di Universiti Málaga menonjol, dengan kira-kira 40.000 teras pengkomputeran dan 180 TB RAM. Picasso memberi perkhidmatan kepada penyelidik di universiti itu sendiri dan pengguna Andalusia melalui Platform Bioinformatik Andalusia, serta saintis dari seluruh Sepanyol melalui RES (Rangkaian Sepanyol untuk Bioinformatik).
Sistem ini hampir selalu berjalan pada Linux atau derivatifnya, disebabkan oleh sifat sumber terbuka, kestabilan dan penggunaan sumber yang rendah berbanding sistem pengendalian komersial yang lain. Atas asas ini, ekosistem khusus dan halus yang terdiri daripada alatan saintifik, persekitaran pengaturcaraan dan perpustakaan AI telah dibina.
Pusat rujukan: Pusat Superkomputer Barcelona dan perlumbaan Eropah untuk perkakasannya sendiri
Pusat Superkomputer Barcelona (BSC) merupakan salah satu pemain terkemuka di Eropah dalam penyelidikan superkomputer dan seni bina komputer. Diketuai selama beberapa dekad oleh Mateo Valero, BSC telah berkembang daripada mengurus sebuah superkomputer tunggal kepada menjadi sebuah pusat dengan lebih seribu orang dari lebih 50 buah negara, yang disusun dalam jabatan Sains Komputer, Sains Hayat, Sains Bumi dan Aplikasi Sosial.
Salah satu ciri tersendiri BSC ialah ia bukan sahaja mengendalikan mesin; ia juga membangunkan perisian, algoritma dan juga pemprosesnya sendiri . Selama bertahun-tahun, ia telah terlibat dalam projek Eropah seperti EuroHPC dan inisiatif seperti Inisiatif Pemproses Eropah (EPI) dan cip Eropah berdasarkan seni bina terbuka seperti RISC-V , dengan tujuan untuk mengurangkan kebergantungan Eropah terhadap pengeluar Amerika dan Asia.
Dengan kerjasama rakan kongsi lain, BSC telah mempromosikan prototaip pemproses vektor , platform berasaskan ARM dan RISC-V, dan seluruh keluarga reka bentuk dengan nama seperti Turtle, Lizard dan Chameleon , yang telah berkembang dalam kerumitan dengan setiap generasi. Matlamatnya adalah untuk mencipta, dalam jangka masa sederhana, cip yang mampu menguasakan superkomputer "MareNostrum 6" dengan teknologi pengkomputeran kritikal yang dibangunkan di Eropah.
Usaha ini dibingkai dalam realiti yang tidak selesa: Eropah pernah mereka bentuk sebahagian daripada seni bina ARM, tetapi penjualan ARM kepada syarikat bukan Eropah dan kekurangan kilang faundri besar sendiri telah meninggalkan benua itu dalam kedudukan yang tidak menentu . Walaupun beberapa inisiatif, seperti Amerika Syarikat yang menjamin pengeluaran lanjutan TSMC di Arizona, atau kilang cip yang ditarik oleh Jerman dan Perancis dengan subsidi awam yang besar, berlaku di Sepanyol, Sepanyol menghadapi cabaran untuk menggabungkan reka bentuk, pembuatan dan ekosistem perindustrian dengan sumber yang agak kurang.
Dalam konteks ini, strategi Sepanyol melibatkan penyatuan pusat seperti BSC, mempromosikan rangkaian seperti RES, menyokong projek cip terbuka dan melatih profesional yang sangat dicari-cari dalam seni bina komputer dan AI. Bukanlah satu kebetulan bahawa, seperti yang diakui oleh pengarah pusat itu sendiri, PhD yang pakar dalam bidang ini menerima tawaran daripada industri swasta dengan gaji yang sukar ditandingi daripada ahli akademik, menjadikannya mencabar untuk mengekalkan bakat.
Sementara itu, universiti-universiti Sepanyol yang lain sedang memperkukuh infrastruktur mereka, seperti yang ditunjukkan oleh Institut Picasso di Málaga dan nod RES yang tersebar di seluruh negara. Dalam banyak kes, sistem ini berfungsi untuk fizik zarah , kajian perubahan iklim, kejuruteraan, bioinformatik dan projek bandar pintar, menunjukkan bahawa superkomputer bukan lagi satu kemewahan yang dikhaskan untuk beberapa makmal terpilih.
Melihat gambaran keseluruhan, agak jelas bahawa superkomputer telah berubah daripada sekadar sesuatu yang ingin tahu di makmal kepada menjadi infrastruktur kritikal untuk iklim, kesihatan, keselamatan, ekonomi, malah untuk cara kita mereka bentuk bandar, kenderaan dan farmaseutikal. Pada masa yang sama, lonjakan AI dari makmal ke pengeluaran dan kebangkitan kembar digital membawa sebahagian daripada kuasa ini ke pelayan khusus dan juga desktop jurutera dan saintis, mewujudkan senario di mana, jauh daripada lenyap, superkomputer semakin disepadukan ke dalam kehidupan seharian kita, walaupun kita sering tidak melihatnya.
