Siêu máy tính mạnh nhất nước Mỹ và cuộc chiến chống Covid-19 của toàn nhân loại

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Hoa Kỳ đang nghiên cứu trên cỗ máy Summit – một siêu máy tính sức mạnh 200 pentaflop (*Không giống như gigahertz (GHz), đo tốc độ xung nhịp của bộ xử lý, TFLOP là phép đo trực tiếp về hiệu năng của máy tính). Liệu rằng với khả năng thực hiện 200 triệu tỷ phép tính mỗi giây, Summit có thể giúp loài người đạt được mục tiêu: diệt trừ Covid-19?

Tiến sĩ Marti Head –  giám đốc của Viện Khoa học Sinh học Liên hợp. Với nhiều năm kinh nghiệm làm việc tại các công ty dược lớn, Head đã tìm ra thuốc chống lại nhiều căn bệnh, bao gồm cả thuốc trị HIV. Đầu năm 2020 Marti Head bị lây nhiễm Covid-19 với hầu hết các triệu chứng của bệnh. Trong khoảng thời gian đó, Marti Head quyết định mở một chiến dịch “đi săn” ngay tại nhà. “Con mồi” ở đây chính là thuốc điều trị Covid-19.

Với chuyên môn là một nhà hóa học máy tính, nhiệm vụ chính của Head là sử dụng các mô hình máy tính phức tạp để tìm ra các phân tử có thể phá hủy khả năng lây lan của virus vào cơ thể người. Head đã chuyển sang làm việc tại phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, bang Tennessee, cho phép bà có thể tiếp cận tới một trong những siêu máy tính mạnh nhất thế giới. Mục tiêu cuối cùng là để phát triển thành những loại thuốc trị hiệu quả Covid-19.
Tiến sĩ Bronson Messer – Một thành viên khác trong nhóm nghiên cứu tại Oak Ridge, một nhà nghiên cứu vật lý thiên văn bằng máy tính.

Trong giai đoạn 2010 – 2011, Messer từng đảm nhận vị trí Giám đốc nghiên cứu Khoa học tại phòng thí nghiệm Oak Ridge với nhiệm vụ giúp các nhà khoa học khác có thể tận dụng được sức mạnh của siêu máy tính Summit nhằm đạt được mục đích của họ. Sau đó Messer nghỉ việc tại đây và quay trở lại công việc nghiên cứu của riêng ông. Đến cuối 2019, ông quyết định quay trở lại Oak Ridge bởi ông biết dự án này cần ông. Tuy nhiên, phải 2 tháng sau khi bắt đầu, ông mới nhận thấy sự phức tạp, áp lực và và đầy thách thức của vị trí công tác hiện tại.

Vào tháng 3/2020, cựu tổng thống Trump thành lập Liên minh máy tính hiệu suất cao COVID-19, kết hợp các nhà nghiên cứu cùng làm việc nhằm tìm kiếm giải pháp có liên quan tới Covid-19 thông qua hỗ trợ của 16 siêu máy tính mà Mỹ đang sở hữu, bao gồm cả Summit tại phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge. Tới tháng 4, nhiệm vụ của Messer là dành 3-4 ngày mỗi tuần chỉ để phân bổ thời gian cho các nhà nghiên cứu sử dụng siêu máy tính.
Đã có nhà nghiên cứu, có luôn nhà khoa học máy tính “chạy” siêu máy tính, giờ chúng ta cần Paul Abston – Trưởng nhóm cơ sở hạ tầng và hoạt động tại Oak Ridge, người sẽ đảm bảo siêu máy tính Summit vẫn luôn được chạy, bất chấp tình hình dịch thế nào.

Với tư cách là một trong những thiết bị nghiên cứu quan trọng nhất, phòng thí nghiệm nơi đặt Summit nằm ngay bên cạnh lưới điện và hệ thống nước của Hoa Kỳ, đảm bảo máy luôn được duy trì online. Paul và đội ngũ cần phải đảm bảo cho các sự cố mất điện, rò rỉ nước và cả việc bùng phát dịch Covid-19 luôn nằm trong tầm kiểm soát. Mỗi ngày, Paul cần đảm bảo siêu máy tính phải luôn “rền vang”. Không cường điệu chút nào khi nói rằng Summit chạy “rền vang”. Hệ thống siêu máy tính này chắc chắn không thể nào vận hành một cách nhẹ nhàng như laptop hoặc PC của chúng ta được. Nó được trang bị 9.468 con CPU và 27.756 con GPU, được lưu trữ trong những chiếc tủ có kích thước như một chiếc tủ lạnh, xếp cạnh nhau thành từng hàng và lúc nào cũng phải sẵn sàng nhận lệnh để bắt đầu tính toán. Mỗi tủ này có 18 ngăn kéo, gọi là các node. Mỗi node chứ 2 con CPU và 6 con GPU. Tất cả các phần cứng được liên kết với nhau bởi những sợi cáp tốc độ cao với tổng chiều dài khoảng 280 km (đúng, là kilomet).

Một hệ thống ống dẫn nước từ trên trần nhà xuống để giải nhiệt cho hệ thống, sau đó được bơm trở lại trần nhà và mang nhiệt đi. Cả hệ thống cần khoảng 13MW điện mỗi giờ, tương đương với lượng điện dùng cho hơn 10.000 hộ gia đình ở Mỹ. Các nhà nghiên cứu chia sẻ việc bước vào tòa nhà nơi đặt Summit cho những âm thanh như đang đứng trước một đại dương vậy.

Từ xa, các nhà nghiên cứu có thể ra lệnh cho máy tiến hành tính toán. Tuy nhiên, Summit cũng là máy móc như bao cỗ máy khác và có khả năng những hư hỏng sẽ xuất hiện. Paul Abston tiết lộ rằng mỗi tuần ít nhất cũng có những sự cố về kết nối hoặc vấn đề bộ nhớ, khiến cho công việc của một nhà nghiên cứu nào đó không thể lưu lại được. Chưa hết, hơn 15 ngàn lít nước chạy trong các đường ống khắp căn phòng để làm mát hệ thống có thể sẽ bị rò rỉ.

 

Thậm chí, những cuộc tấn công mạng cũng chực chờ không chỉ về mặt phần mềm, qua internet hoặc từ lưới điện bên ngoài. Đó chính là một phần trong số các nhiệm vụ mà Paul Abston cần phải đảm bảo, đòi hỏi phải có mặt tại chỗ để xử lý vấn đề. Và như Head hay Messer, tất cả cũng vì một dự án cộng đồng nhằm ngăn chặn đại dịch Covid-19.

Chưa dừng lại ở đó, nhiệm vụ cũng quan trọng không kém chính là dự trù cho việc bùng phát dịch tại đây. Abston cho biết trước hết cần phải xác định chính xác số người có mặt trong tòa nhà cùng một lúc. Sau đó đánh giá chi tiết công việc của mỗi nhân viên, nếu nhiệm vụ cần làm trong một không gian chật hẹp, Abston sẽ cố gắng chuyển nhân viên đó sang ca làm việc một mình. Và tất nhiên, mọi người sẽ được xét nghiệm bởi cơ sở xét nghiệm Covid-19 có sẵn tại trung tâm vốn khởi động từ khi đại dịch bùng phát.

 

Còn nhớ hồi tháng 4/2020, mỗi ngày bang Tennessee có thêm hàng trăm ca nhiễm mới. Đỉnh điểm có tới 10.000 ca mới mỗi ngày với hơn 100 người chết, đáng buồn là mỗi ngày. Và tới hiện tại, Abston vẫn đảm bảo cho máy vẫn chạy, các nghiên cứu vẫn được tiến hành mà không bị đình trệ.

Chưa dừng lại ở đó, theo tiến sĩ Head, những nghiên cứu lần này với Summit không chỉ giúp chúng ta có được vũ khí chiến lược chống lại được Covid-19 mà ngoài ra, nó còn còn có thể giúp ích cho những đại dịch khác mà nhân loại có thể đối mặt trong tương lai. Theo bà “chúng ta cần phải có những nền tảng sẵn sàng hoạt động, chúng ta có thể nhờ đó mà phản ứng nhanh hơn với các virus khác như Zika, Ebola, cúm, những chủng coronavirus tiếp theo. Có thể, khi SARS-CoV-3 xuất hiện, miễn là chúng ta có ý chí tiếp tục cảnh giác và nghiên cứu không ngừng, chúng ta sẽ có dữ liệu, có nền tảng để bảo vệ nhân loại.”

 

Nguồn: Tinhte.vn

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *