הערה: מגזר האנרגיה ימשיך לשגשג באמצעות HPC, גם עם סיום חוק מור

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

מחשוב High-Performance Computing (HPC) הפך להיות קריטי בסיוע למגזר האנרגיה, מה שמאפשר לנתח נתונים מורכבים, לדמות תהליכים מורכבים ולייעל פעולות. למרות עוצמה אדירה, HPC מתמודדת עם מספר אתגרים כשהיא ממשיכה להתפתח ולהגיב לדרישות אקספוננציאליות לכוח חישוב. עם סוף חוק מור מתקרב יותר ויותר, אוון תומאס, מייסד ספקית הפתרונות של HPC Red Oak Consulting, טוען שתחום האנרגיה ימשיך לשגשג כאשר HPC יעבור תמיד לענן.

חוק מור, שנוסח על ידי גורדון מור ב-1965, חזה שמספר הטרנזיסטורים הממוקמים על אינץ' מרובע בודד של שבב מעגל משולב יוכפל מדי שנתיים, מה שיוביל לעלייה מעריכית בכוח המחשוב. לחוק זה היו השלכות עמוקות על התפתחות HPC, לא מעט בתחום האנרגיה, ועל התפתחות מחשוב הענן, המעצבת את נוף הטכנולוגיה המודרנית.

כעת ידוע היטב שחוק מור מתקרב לסופו. מאז הניסוח שלו חלה עלייה של פי טריליון בכמות כוח המחשוב בשימוש במודלים חזויים וכדי לשפר עוד יותר את המודלים בעלי הביצועים הגבוהים הללו, אנו זקוקים ליותר כוח מחשוב אקספוננציאלי. בלעדיו, הרווחים הדרושים בדייקנות יפחתו. אבל, עם עלויות גדלות והתכווצות השטח הזמין עבור המספר ההולך וגדל של שבבי מוליכים למחצה המעורבים במחשוב HPC, כל המגזרים, כולל אנרגיה מנפט וגז ועד אנרגיה מתחדשת, עומדים בפני דילמה חדשה.

מקינזי מעריך את זה צריכת החשמל העולמית תשלש עד שנת 2050. ספקי אנרגיה עובדים על פיתוח טכנולוגיות חדשות שיכולות לייצר, לאחסן ולהעביר אנרגיה באופן בר-קיימא יותר לצרכנים. כשהשפעת שינויי האקלים מוסיפה דחיפות לצמצום השימוש באנרגיה ובזבוז אנרגיה, תעשיית האנרגיה מאיצה את החדשנות כדי להניע השפעה ותוצאות בקנה מידה. בינה מלאכותית (AI), אנליטיקה מתקדמת, הדמיה תלת מימדית ואינטרנט של הדברים (IoT), הנתמכים על ידי HPC, כולם תורמים לייצור אנרגיה כדי להבטיח מעבר חלק יותר למסלול בר קיימא יותר.

HPC בפועל במגזר האנרגיה
בתעשיית הנפט והגז נעשה שימוש נרחב ב-HPC למחקר מדעי עכשווי, ומספר התחומים שניתן ליישם בהם גדל כל הזמן, כמו חיזוי מזג אוויר, הדמיית רעידת אדמה או ניתוח גנטי. הפקת נפט יכולה כעת להשתמש ב-HPC כדי לשפר את יעילות ודיוק התהליך, ולאפשר לחברות כרייה לחסוך סכומי כסף עצומים, ולהעניק להן יתרון תחרותי גדול יותר בשוק זה.

אלגוריתמים מתקדמים הפועלים על מחשבי-על יכולים לעבד כמויות עצומות של נתונים, מה שמאפשר למדענים גיאוגרפיים ליצור מפות תת-קרקעיות מפורטות עם דיוק ורזולוציה גבוהים יותר. יכולת זו משפרת את שיעור ההצלחה של מאמצי החיפושים, מפחיתה את סיכוני הקידוח ומייעלת את חילוץ המשאבים. יתר על כן, HPC מאפשר הדמיית מאגר, ומאפשר למהנדסים לחזות התנהגויות זרימת נוזלים בתוך תצורות תת-קרקעיות. על ידי הדמיית תרחישי ייצור שונים, חברות יכולות לייעל מיקום באר, טכניקות מיצוי ואסטרטגיות ניהול מאגרים. סימולציות אלו מסייעות גם בהבנת המורכבות הגיאו-מכנית הקשורה בשבר הידראולי, ומאפשרות שיטות מיצוי בטוחות ובעלות קיימא יותר.

ל-HPC יש גם השפעה עצומה על מגזר האנרגיה המתחדשת במודלים של דפוסי מזג אוויר, תנודות בביקוש לאנרגיה ופעולות רשת. מודלים של חיזוי מזג אוויר המופעלים על ידי HPC מנבאים במדויק את פוטנציאל ייצור האנרגיה המתחדשת, ומסייעים לחברות שירות לייעל את השילוב של אנרגיית השמש והרוח ברשת. על ידי התאמת הייצור לדפוסי הביקוש, מפעילי רשת יכולים לשפר את יציבות הרשת, למזער מגבלות ולמקסם את השימוש באנרגיה מתחדשת באמצעות האינטרנט המאסיבי של הדברים (MIoT).

יתרה מכך, HPC תורם לאופטימיזציה של מערכות ייצור והפצה של חשמל, לרבות תחנות כוח תרמיות, כורים גרעיניים ורשתות חכמות. כלי הדמיה מתקדמים מאפשרים למהנדסים לתכנן טורבינות, דוודים ומערכות קירור יעילות יותר, ובכך להפחית את הפסדי האנרגיה וההשפעות הסביבתיות. בנוסף, מערכות ניטור ובקרה בזמן אמת המוסמכות על ידי HPC משפרות את עמידות הרשת, ומאפשרות תגובה מהירה להפסקות, תנודות ואפילו איומי סייבר.

מדרגיות הייתה המפתח
המדרגיות והעלות-תועלת המונעות על ידי חוק מור השפיעו באופן משמעותי על התפתחות מחשוב הענן. היכולת לארוז יותר טרנזיסטורים על גבי שבב הובילה לחומרה חזקה ובמחיר סביר יותר, מה שמאפשר לספקי שירותי ענן להציע משאבי מחשוב חזקים בעלות נמוכה יותר, לפיה מחשוב ענן ממנף את העקרונות של וירטואליזציה והקצאת משאבים לפי דרישה. הטכנולוגיות והחדשנות העומדות מאחורי חוק מור העצימו את ספקי הענן לשפר ללא הרף את התשתית שלהם, ולספק לחברות אנרגיה את היכולת להגדיל או להקטין לפי הצורך.

יתר על כן, ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית המוליכים למחצה גרמה לחדשנות בשירותי ענן. ספקי ענן יכולים למנף את התקדמות החומרה העדכנית ביותר כדי להציע שירותים חדשים ומשופרים למשתמשים שלהם. מחזור חדשנות מתמשך זה משפר את הזריזות של פלטפורמות ענן, ומאפשר להן להסתגל לנופים טכנולוגיים משתנים.

בעוד שהצמיחה של HPC והענן תואמת את התחזיות של מור, היא מתמודדת עם אתגרים כמו מגבלות פיזיות והתשואה הפוחתת של מזעור. ככל שהטרנזיסטורים מתקרבים לקנה מידה אטומי, טכנולוגיות חלופיות כגון מחשוב קוונטי עשויות להיות נחוצות לשמירה על קצב ההתקדמות.

ההשלכות של חוק מור
נראה אם כן שאפשר לסלוח לנו על המחשבה שאנחנו קרובים להגיע לגבולות הכוח החישובי הזמין. אבל זה לא בהכרח המקרה, אכן הענן ימשיך להיות הזרז העיקרי למימוש ההשפעה של HPC בכל המגזרים, כל עוד כולנו עובדים טוב יותר עם הכלים שיש לנו כדי לשפר את היעילות והתוצאות.

הרבה מזה יהיה תלוי בהכשרה, והרבה גם במימון, אבל באופן מכריע, מדובר בהבנה היכן טמון הכוח האמיתי, היכן פטה-בייט של נתונים מעובדים באלפיות שניות, זה מהדהד בדו"ח שלנו, 'שילוב הענן בתמהיל HPC', שבו HPC והענן מוסברים בפירוט רב יותר.

עם הזמן הצרכים יתפתחו, וכך גם אופי התמיכה הנדרשת. עם זאת, מה שקריטי הוא שככל שתחום האנרגיה מתפתח עם HPC, הוא זקוק לתמיכה כדי לקבל שימוש וכוח מיטביים כדי לממש את היתרונות של HPC. ולמרות הכל, חוק מור עדיין מנחה את מגזר האנרגיה לבחון דרכים חדשות להגברת כוח החישוב כדי להגדיל את היעילות למפעילים, ובדומה להעניק כוח רב יותר בקצות האצבעות של הצרכנים.