۲۱ نوامبر ۲۰۲۵-© shutterstock/sdecoret
آندرس جنسن، مدیر اجرایی EuroHPC JU، توضیح میدهد که چگونه شرکت مشترک محاسبات با کارایی بالا اروپا به تسریع نوآوری، محاسبات با کارایی بالا در سراسر اروپا کمک میکند.
محاسبات با کارایی بالا (HPC) در قلب تحول دیجیتال اروپا قرار دارد و نوآوری، اکتشافات علمی و رقابتپذیری صنعتی را هدایت میکند. کاربردهای HPC با استفاده از ابررایانهها و خوشههای رایانهای برای حل مسائل محاسباتی پیشرفته، شامل تحقیق، علم، طراحی، شبیهسازی و هوش تجاری است.
چشمانداز HPC اروپا توسط شرکت مشترک محاسبات با کارایی بالا اروپا (EuroHPC JU) هدایت میشود – یک ابتکار مشترک بین اتحادیه اروپا، کشورهای اروپایی و شرکای خصوصی برای توسعه یک اکوسیستم ابررایانه در سطح جهانی در اروپا. EuroHPC JU که در سال ۲۰۱۸ تأسیس شد، با هدف بهبود کیفیت زندگی شهروندان اروپایی، پیشرفت علم، افزایش رقابتپذیری صنعتی و تضمین استقلال فناوری اروپا فعالیت میکند.
پلتفرم نوآوری با آندرس جنسن، مدیر اجرایی EuroHPC JU، صحبت کرد تا درباره تمرکزهای کلیدی EuroHPC JU در حال حاضر و نقاط عطف اصلی که از زمان راهاندازی آن شاهد بوده است، اطلاعات بیشتری کسب کند.
وضعیت فعلی چشمانداز محاسبات با کارایی بالا در اروپا را چگونه توصیف میکنید و چه امیدهایی برای آینده آن وجود دارد؟
بسیار مثبت. کمی بیش از یک دهه پیش، اروپا به سختی در نقشه جهانی HPC قرار داشت. امروز، اروپا در صدر قرار دارد. ابررایانههای اروپایی به طور مداوم چندین جایگاه را در بین ده سیستم قدرتمند جهان در رتبهبندی Top500 به دست میآورند. تغییری که تا همین چندی پیش غیرقابل تصور به نظر میرسید.
در سپتامبر امسال، اروپا همچنین به یک نقطه عطف بزرگ رسید، زیرا JUPITER، اولین ابررایانه اگزاسکیل اروپا، رسماً در یولیش آلمان افتتاح شد. اروپا به همین جا متوقف نمیشود. دومین سیستم اگزاسکیل، آلیس رکوک، در حال حاضر در فرانسه مستقر شده است و چندین ابررایانه میانرده جدید نیز در یونان، سوئد، مجارستان و ایرلند به صورت آنلاین عرضه خواهند شد.
به موازات آن، ۱۹ کارخانه هوش مصنوعی برای دسترسی شرکتهای کوچک و متوسط اروپایی و استارتآپها به زیرساختهای پیشرفته هوش مصنوعی (AI) مستقر شدهاند. علاوه بر این، اروپا در حال پیشگامی در چیزی منحصر به فرد است: ادغام فناوریهای محاسبات کوانتومی به طور مستقیم با ابررایانهها، ایجاد سیستمهای هیبریدی که میتوانند امکانات کاملاً جدیدی را ایجاد کنند.
همه این روندها از طریق همکاری کارآمد و ادغام منابع EuroHPC Joint Undertaking با منابع ملی امکانپذیر شده است. این مدلی است که کار میکند و همچنان در حال رشد است، با پیوستن کشورها و سازمانهای بیشتر هر ساله، تعهد جمعی EuroHPC JU را برای ماندن در خط مقدم نوآوری ابررایانه تقویت میکند.
بنابراین، به طور خلاصه: آینده HPC اروپا روشن است زیرا همچنان به ساخت زیرساختها و خدمات محاسباتی مورد نیاز در سراسر اروپا ادامه میدهد.
موانع اصلی پیش روی بخش HPC چیست؟ چگونه میتوان بر آنها غلبه کرد؟
بخش HPC در اروپا با دو مانع اساسی روبرو است: چندپارگی و دسترسی.تا همین اواخر، کشورهای اروپایی در سطوح بسیار متفاوتی از توانایی و تخصص HPC فعالیت میکردند. این چندپارگی مانع از رقابت موثر اروپا در صحنه جهانی شد.
از طریق طرح مشترک EuroHPC، اروپا اکنون به تدریج در حال ایجاد یک اکوسیستم منسجم با شبکهای از مراکز تعالی (CoEs) و مراکز ملی صلاحیت (NCCs) است که تخصص و منابع را گرد هم میآورند و پایه مهارتهای منسجمتر و همکاری واقعی فرامرزی را پرورش میدهند.
HPC پتانسیل عظیمی برای نوآوری در بخشهای بیشماری، از طراحی خودرو گرفته تا داروسازی و تحقیقات اقلیمی، دارد. با این حال، دسترسی به این منبع به طور سنتی نیازمند تخصص تخصصی و بودجه قابل توجه بوده است و آن را برای بسیاری از کسانی که بیشترین بهره را میتوانند ببرند، از دسترس خارج کرده است: محققان در موسسات کوچکتر، استارتآپها، شرکتهای کوچک و متوسط و سازمانهای بخش دولتی.
شبکه مراکز صلاحیت (EuroCC) و CoEs، که توسط EuroHPC JU تأمین مالی میشود، به طور فعال با این کاربران غیرسنتی ارتباط برقرار میکند و به آنها کمک میکند تا درک کنند که چگونه HPC میتواند چالشهای خاص خود را حل کند. یکی دیگر از ابتکارات تأمین مالی شده توسط EuroHPC JU، FF+، دسترسی SMEها به منابع ابررایانه HPC و هوش مصنوعی را با ارائه پشتیبانی مالی، راهنمایی فنی تخصصی و کمک به توسعه کسب و کار تسهیل میکند.
با تکیه بر تجربه HPC، دانشگاه JU همچنین به تقاضای محاسبات اضافی مرتبط با انقلاب هوش مصنوعی پاسخ میدهد. اکنون ۱۹ کارخانه هوش مصنوعی به همراه ۱۳ آنتن کارخانه هوش مصنوعی که به تازگی انتخاب شدهاند، برای پاسخ به این چالش جدید مستقر شدهاند. به استارتآپهای هوش مصنوعی اروپایی، شرکتهای کوچک و متوسط و محققان، دسترسی به زیرساختها و همچنین پشتیبانی جامع داده خواهد شد: آموزش، تخصص فنی و کمک به آمادهسازی دادهها .
ایجاد دسترسی یکپارچه بسیار مهم است. به همین دلیل است که دانشگاه EuroHPC JU در شرف راهاندازی پلتفرم فدراسیون خود است: یک نقطه دسترسی واحد به تمام HPC، هوش مصنوعی و محاسبات کوانتومی اروپایی.
منابع. به جای پیمایش سیستمها و فرآیندهای کاربردی مختلف، کاربران به زودی یک دروازه واحد خواهند داشت. به موازات آن، خدمات آموزشی و پشتیبانی از طریق پورتال HPC در اروپا که اخیراً راهاندازی شده است، تجمیع میشوند و یافتن راهنمایی و کمک را آسانتر از همیشه میکنند.
با ترکیب سرمایهگذاری زیرساختی با اطلاعرسانی فعال، آموزش و دسترسی ساده، ما HPC را از یک منبع انحصاری به ابزاری عملی برای نوآوری در سراسر اروپا تبدیل میکنیم.
میتوانید درباره EuroHPC JU و اهداف اصلی آن بیشتر توضیح دهید؟
EuroHPC Joint Undertaking که در سال ۲۰۱۸ تأسیس شد، یک نهاد حقوقی و تأمین مالی است که منابع اتحادیه اروپا و کشورهای شرکتکننده را با مأموریت تبدیل اروپا به رهبر جهانی در ابررایانهها، جمعآوری میکند. اما این فقط مربوط به ساخت ماشینآلات نیست، بلکه مربوط به اتحاد نیروها برای ساخت یک اکوسیستم کامل مستقل است که استقلال دیجیتال اروپا را تقویت میکند.
تا به امروز، EuroHPC JU تاکنون ۱۱ ابررایانه تهیه کرده است که در سراسر اروپا توزیع شدهاند و این قاره را به زیرساخت ابررایانهای پیشرفته مجهز کردهاند. دانشمندان، کاربران بخش دولتی و صنایع، صرف نظر از محل سکونت خود در اروپا، میتوانند از طریق تماسهای دسترسی EuroHPC به این ابررایانهها به صورت رایگان دسترسی داشته باشند. این دسترسی از پیشرفت علمی و توسعه طیف گستردهای از کاربردها با اهمیت صنعتی، علمی و اجتماعی پشتیبانی میکند.
EuroHPC JU همچنین در حال استقرار زیرساخت محاسبات کوانتومی اروپا است که فناوریهای متنوع محاسبات کوانتومی اروپا را با ابررایانهها ادغام میکند. تاکنون، EuroHPC JU شش کامپیوتر کوانتومی تهیه کرده و دو کامپیوتر دیگر را از طریق پروژه HPCQS تأمین مالی کرده است – همه آنها در اروپا و از شرکتهای اروپایی با دو سیستم اضافی در راه هستند. استقرار این کامپیوترهای کوانتومی در سراسر اروپا با هدف ارائه وسیعترین تنوع ممکن از پلتفرمهای محاسبات کوانتومی اروپا و معماریهای ترکیبی کلاسیک-کوانتومی، از جمله شبیهسازهای کوانتومی آنالوگ مبتنی بر اتمهای خنثی، یونهای به دام افتاده، مدارهای ابررسانا و سیستمهای فوتونیک به آدیاباتیک، انجام میشود و امکان اجرای روالهای آنیلینگ را فراهم میکند. این رویکرد، اروپا را در خط مقدم این حوزه نوظهور قرار میدهد و در عین حال دسترسی به فناوریهای کوانتومی متنوع و مکمل را برای کاربران نهایی اروپایی فراهم میکند.
در حال حاضر، EuroHPC JU همچنین بر اجرای ۱۹ کارخانه هوش مصنوعی (AIF) نظارت دارد که توسط ۱۳ آنتن کارخانه هوش مصنوعی تکمیل میشود تا پشتیبانی رایگان و سفارشی را به SMEها و استارتاپها ارائه دهد.
در نهایت، EuroHPC JU همچنین پروژههای تحقیقاتی و نوآوری را برای توسعه یک زنجیره تامین کامل ابررایانه اروپایی، از پردازندهها و نرمافزارها گرفته تا برنامههایی که روی این ابررایانهها اجرا میشوند و دانش فنی برای توسعه تخصص قوی HPC اروپایی، تأمین مالی میکند.
راههای کلیدی که EuroHPC JU از طریق آنها به تسریع ارائه HPC اروپا کمک میکند چیست؟
EuroHPC JU قابلیتهای HPC اروپا را در جبهههای مختلف، از دسترسی و توسعه فناوری گرفته تا پایداری و مهارتها، تسریع میکند.
EuroHPC JU با ارائه دسترسی رایگان به سیستمهای پیشرفته HPC، هوش مصنوعی و محاسبات کوانتومی به دانشمندان اروپایی، کاربران بخش دولتی و صنعت، صرف نظر از موقعیت مکانی آنها، استفاده از HPC را گسترش میدهد. تنها در عرض پنج سال، EuroHPC JU از بیش از ۲۳۰۰ پروژه پشتیبانی کرده و بیش از ۱۴۵ میلیون ساعت محاسباتی را به تحقیقات در زمینههای علوم آب و هوایی، کشف دارو، مهندسی و غیره اختصاص داده است.
یکی از ماموریتهای کلیدی EuroHPC JU تقویت استقلال فناوری اروپا است. تا به امروز، ۵۸ پروژه تحقیقاتی کمکهای مالی EuroHPC را برای توسعه فناوریهای ابررایانهای خود در اروپا دریافت کردهاند. از نمونههای قابل توجه میتوان به طرح ابتکاری پردازندههای اروپایی (EPI) اشاره کرد که در حال تولید SiPearl’s Rhea، اولین ریزپردازنده HPC با مصرف انرژی کارآمد در جهان است که در اروپا طراحی شده است، و پروژه DARE که در حال توسعه پردازندهها و شتابدهندههایی مبتنی بر فناوریهای RISC-V برای حجم کاری هوش مصنوعی است. سایر طرحها، مانند Net4EXA، بر فناوریهای اتصال نسل بعدی – یک جزء حیاتی برای سیستمهای HPC و هوش مصنوعی – تمرکز دارند.
EuroHPC JU از طریق استراتژی تحقیق و نوآوری خود، سرمایهگذاری زیادی در توسعه مهارتها نیز انجام میدهد و تضمین میکند که اروپا تخصص لازم برای مهار قدرت محاسباتی خود را دارد. برنامه شاخص EUMaster4HPC، دانشگاههای برتر اروپا، مراکز ابررایانه و شرکای صنعتی را برای آموزش نسل بعدی متخصصان HPC گرد هم میآورد. این برنامه، برتری علمی را با تجربه عملی در سایتهای HPC ترکیب میکند و دانشجویان را برای مقابله با چالشهای پیچیده علمی و صنعتی آماده میسازد.
پایداری یکی دیگر از ارکان استراتژی EuroHPC JU است. از طراحی مرکز داده با بهرهوری انرژی گرفته تا نرمافزار بهینه و شیوههای کاربری مسئولانه، ملاحظات زیستمحیطی در هر سطحی ادغام شدهاند. به عنوان مثال، همه نهادهای میزبان EuroHPC باید استانداردهای سختگیرانه بهرهوری انرژی، از جمله گزارش شفاف نسبت اثربخشی مصرف برق (PUE) خود را رعایت کنند. هر ابررایانه EuroHPC از سیستمهای خنککننده مایع استفاده میکند،
که بسیار کارآمدتر از خنککننده هوا هستند و در چندین مورد، گرمای تلفشده برای گرمایش در جوامع محلی مجاور مورد استفاده مجدد قرار میگیرد.
علاوه بر این، از منابع انرژی پایدار برای تأمین انرژی سیستمهای EuroHPC استفاده میشود، به عنوان مثال: LUMI (فنلاند) کاملاً با انرژی برقآبی بدون کربن کار میکند؛ MareNostrum 5 (اسپانیا) با انرژی ۱۰۰٪ تجدیدپذیر کار میکند؛ و MeluXina (لوکزامبورگ) توسط یک کارخانه تولید همزمان با استفاده از چوب ضایعاتی تغذیه میشود.
فراتر از سختافزار، EuroHPC JU همچنین آگاهی از انرژی را در بین کاربران ترویج میدهد، که در مورد مصرف انرژی خود بازخورد دریافت میکنند تا شیوههای شبیهسازی کارآمدتر را تشویق کنند. در سمت نرمافزار، تماسهای اختصاصی از طراحی اجزای کممصرف و برنامههای بهینهسازی انرژی پشتیبانی میکنند تا از کارایی در کل اکوسیستم HPC اطمینان حاصل شود.
دستاوردهای کلیدی شما در این زمینه در ۱۲ ماه گذشته چه بوده است؟
سال گذشته برای EuroHPC Joint Undertaking دگرگونکننده بوده است. مهمترین دستاورد ما گسترش سریع زیرساخت هوش مصنوعی اروپا از طریق ابتکار کارخانههای هوش مصنوعی بوده است.
پس از آغاز رسمی این برنامه از طریق اصلاحیه مقررات در تابستان ۲۰۲۴، ما شتاب قابل توجهی ایجاد کردهایم. در دسامبر ۲۰۲۴، هفت کشور را برای میزبانی اولین کارخانههای هوش مصنوعی اروپا انتخاب کردیم: فنلاند، آلمان، یونان، ایتالیا، لوکزامبورگ، اسپانیا و سوئد. این امر در مارس ۲۰۲۵ با شش مرکز دیگر در اتریش، بلغارستان، فرانسه، آلمان، لهستان و اسلوونی دنبال شد. اخیراً، در اکتبر ۲۰۲۵، شش کارخانه هوش مصنوعی دیگر و ۱۳ آنتن مکمل کارخانه هوش مصنوعی را انتخاب کردیم و یک شبکه به هم پیوسته از ۳۲ مرکز پیشرفته در سراسر اروپا ایجاد کردیم.
این کارخانههای هوش مصنوعی به عنوان فروشگاههای یک مرحلهای عمل میکنند و دسترسی به ابررایانههای بهینه شده برای هوش مصنوعی را برای استارتآپها، شرکتهای کوچک و متوسط و محققان دموکراتیزه میکنند. آنها به کاربران این امکان را میدهند که مدلها و برنامههای پیشرفته هوش مصنوعی، از جمله مدلهای هوش مصنوعی عمومی و راهحلهای نوظهور را که به قدرت محاسباتی قابل توجهی نیاز دارند، توسعه، آزمایش و مقیاسبندی کنند.
فراتر از هوش مصنوعی، ما پیشرفتهای تعیینکنندهای در محاسبات کوانتومی داشتهایم. در طول سال گذشته، ما دو کامپیوتر کوانتومی اول خود را افتتاح کردیم: PIAST-Q در پوزنان، لهستان و VLQ در اوستراوا، جمهوری چک. در حالی که کالیبراسیون نهایی ادامه دارد، دسترسی اولیه برای محققان، متخصصان صنعت و نوآوران بخش دولتی که شروع به بررسی کاربردهای محاسبات کوانتومی-کلاسیک ترکیبی در شیمی کوانتومی، بهینهسازی و یادگیری ماشین کردهاند، فراهم شده است. این نشان دهنده یک جهش بزرگ به سوی تحقیقات و نوآوری مبتنی بر قدرت کوانتومی در اروپا است.
در نهایت، ما با امضای قراردادی با GÉANT برای ارائه خدمات اتصال امن، با پهنای باند فوق العاده بالا و سراسری در سراسر اروپا با قابلیت انتقال ترابیت بر ثانیه برای کل اکوسیستم ابررایانه خود، اتصال آینده زیرساخت خود را تضمین کردهایم.
همه اینها در حالی حاصل شده است که ما به فعالیتهای «سنتی» خود ادامه میدهیم، ابررایانههای جدید را در سراسر اروپا مستقر میکنیم، زمان دسترسی را به محققان اختصاص میدهیم، بر تخصیص کمکهای مالی به پروژههای تحقیقاتی و نوآوری نظارت میکنیم و اطمینان حاصل میکنیم که EuroHPC JU در خط مقدم حاکمیت فناوری و تعالی علمی اروپا باقی میماند.
