ปัจจุบันโลกขับเคลื่อนด้วยข้อมูลปริมาณมหาศาล องค์กรชั้นนำทั่วโลกต่างใช้เทคโนโลยีคำนวณในการวิเคราะห์ข้อมูลและจำลองแบบเพื่อการวิจัยและพัฒนางานที่มีความท้าทายสูง เพื่อทลายขีดจำกัดของกรอบงานเดิม ในบางกรณีสามารถลดเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์จาก 6 เดือนเหลือเพียง 2 สัปดาห์เท่านั้น อย่างไรก็ตามที่ผ่านมามีองค์กรเพียงส่วนน้อยที่สามารถวิจัยโดยใช้แบบจำลองที่แม่นยำสมจริง หรือนำข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data) มาใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เนื่องด้วยระบบ Supercomputer ที่สามารถตอบโจทย์เหล่านี้ได้อย่างรวดเร็วด้วยเทคนิคการประมวลผลสมรรถนะสูง (High Performance Computing: HPC) มีราคาเครื่องสูงตั้งแต่หลักสิบล้านไปจนถึงหลักหมื่นล้านบาท อีกทั้งต้องมีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางในการดูแลรักษาระบบ จึงเป็นการยากแก่การลงทุนเพื่อใช้งานในเฉพาะองค์กร

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เล็งเห็นถึงความสำคัญดังกล่าว และได้รับภารกิจในการยกระดับโครงสร้างพื้นฐานด้านการวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรมของประเทศ (National S&T Infrastructure: NSTI) จึงได้จัดตั้ง “ศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูง (NSTDA Supercomputer Center: ThaiSC)” ขึ้นในปี 2562 ภายในพื้นที่อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย สำหรับให้บริการทรัพยากรเพื่อการทำงานด้าน HPC แก่ภาครัฐและเอกชน มุ่งเสริมขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศ

ดร.มนัสชัย คุณาเศรษฐ หัวหน้าทีมวิจัยศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูง (ThaiSC) สวทช. กล่าวว่า ThaiSC ได้ดำเนินงานให้บริการในเฟสแรกตั้งแต่ปี 2562 โดยให้บริการ Supercomputer ที่มี CPU 4,320 Cores, GPU NVIDIA V100 28 ยูนิต, High performance storage ขนาด 700 TB แก่บุคลากร สวทช. และนำร่องหน่วยงานภายนอกแล้วบางส่วน ที่ผ่านมามีผู้ใช้งานประมาณ 250-300 คนต่อปี ให้บริการไปแล้ว 55 ล้านชั่วโมงคำนวณ (Core-hour) เทียบเท่ากับการใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปประมาณ 680 ปี ในปี 2565 ThaiSC จะเปิดให้บริการเฟสที่สองแก่ภาครัฐและเอกชนทั่วประเทศ โดยระบบ Supercomputer ที่ให้บริการจะมีประสิทธิภาพเทียบเท่าระบบชั้นนำของโลก เป็นเทคโนโลยีประสิทธิภาพสูงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดการใช้พลังงานได้เป็นอย่างมากอีกด้วย

“นอกจากการให้บริการทรัพยากรคอมพิวเตอร์แล้ว ThaiSC ยังมีทีมนักวิจัยและวิศวกรผู้เชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยี HPC (HPC Application Specialist) ที่สามารถให้คำแนะนำเรื่องการใช้งานเทคโนโลยี HPC แก่ผู้ใช้บริการใน 4 ด้านหลัก คือ การคำนวณหรือประมวลผลทางด้านชีวสารสนเทศ (Bioinformatics), วิศวกรรม, เคมี-ฟิสิกส์ และ AI (Artificial Intelligence) ขั้นสูง”

ThaiSC ขับเคลื่อนตอบโจทย์การวิจัย 5 ด้าน

ดร.มนัสชัย อธิบายว่าจากข้อมูลการให้บริการในเฟสแรก ทำให้เห็นถึงแนวโน้มความต้องการใช้งานเทคโนโลยี HPC ของประเทศไทยใน 5 ด้านหลัก 1. ชีวสารสนเทศและการแพทย์ ที่ต้องจัดเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลรหัสพันธุกรรมปริมาณมหาศาลของคน พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ เพื่อนำข้อมูลที่ได้ไปใช้ต่อยอดในงานวิจัยหรือการพัฒนา อาทิ การพัฒนาระบบการแพทย์แม่นยำ และการยกระดับผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เพื่อตอบสนองการพัฒนาเศรษฐกิจฐานชีวภาพตามโมเดลเศรษฐกิจบีซีจี (BCG Economy Model) ซึ่งเป็นวาระแห่งชาติในปัจจุบัน 2. เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ ที่ต้องใช้ระบบ HPC ในขั้นตอนการสอน (Training) AI โมเดลที่มีความซับซ้อนและแม่นยำสูง โดยใช้ข้อมูลขนาดใหญ่ในการพัฒนา ก้าวข้ามการพัฒนาโมเดลขนาดเล็กสู่เทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้ขั้นสูงที่มีประสิทธิภาพ เช่น Digital twin, Smart city, AI ด้านการแพทย์

“ด้านที่ 3. อุตสาหกรรมการผลิตที่เกี่ยวกับวัสดุศาสตร์ เคมีภัณฑ์ และสารสกัดจากธรรมชาติ ซึ่งจะมีการทำแบบจำลองในระดับอะตอมเพื่อคาดการณ์ลักษณะทางเคมีและชีวภาพ เช่น การพัฒนายา วัคซีน อุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ แบตเตอรี่ และการพัฒนาวัสดุล้ำยุคต่างๆ 4. การทำแบบจำลอง (Simulation) ในภาคอุตสาหกรรม เพื่อจำลองการทำงานหรือทดสอบประสิทธิภาพของระบบและผลิตภัณฑ์ เช่น การทดสอบประสิทธิภาพของยานยนต์ในด้านความเร็วและความปลอดภัย เพื่อลดการลงทุนสร้างต้นแบบเทคโนโลยี ช่วยลดระยะเวลาในการทดสอบ และสุดท้ายคือ 5. การใช้ประโยชน์เพื่อสังคม เช่น การคำนวณคาดการณ์สภาพอากาศ การจำลองภัยพิบัติ หรือคาดการณ์ระดับค่ามลพิษของประเทศ เพื่อแจ้งให้ประชาชนและหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้รับทราบสถานการณ์ที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า และสามารถรับมือกับเหตุการณ์ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น”

ThaiSC แก้ปัญหาเร่งด่วนระดับชาติ

อีกหนึ่งเป้าหมายสำคัญในการให้บริการของ ThaiSC คือ การสนับสนุนการแก้ปัญหาระดับประเทศ ด้วยเครื่องมือสำหรับวิเคราะห์ปัญหาขนาดใหญ่ที่ต้องการการประมวลผลด้วยความรวดเร็วและแม่นยำสูง เพื่อนำไปสู่การตัดสินใจแก้ปัญหาได้อย่างทันท่วงที

ดร.มนัสชัย กล่าวว่า ตัวอย่างสำคัญ เช่น ในช่วงภาวะวิกฤติโรคโควิด-19 ระบาดในไทย ThaiSC ได้ให้การสนับสนุนการทำวิจัยแก่หน่วยงานวิจัยต่างๆ เพื่อรับมือกับปัญหา อาทิ การสนับสนุนจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในการดำเนินโครงการคัดสรรสารออกฤทธิ์ต้านไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ 2019 ด้วยเทคนิคทางเคมีคำนวณขั้นสูง เพื่อใช้ Supercomputer ในการคัดกรองสารออกฤทธิ์ที่มีอยู่ในยารักษาโรคที่มีการใช้งานอยู่เดิม ว่าสามารถนำมาใช้ในการยับยั้งการทำงานของไวรัส SARS-CoV-2 หรือไวรัสก่อโรคโควิด-19 ได้หรือไม่ เพื่อช่วยลดระยะเวลาในการผลิตยา (ขณะนั้นยังไม่มียารักษาโรคโควิด-19 ที่มีประสิทธิภาพ) และได้ให้บริการแก่กลุ่มวิจัย COVID-19 Network Investigations (CONI) ในการใช้ Supercomputer เพื่อการดำเนินโครงการถอดรหัสจีโนมไวรัสสายพันธุ์ SARS-CoV-2 ที่ระบาดในประเทศไทย โดยใช้ Supercomputer ในการประมวลผลยืนยันสายพันธุ์ไวรัส SARS-CoV-2 ลดเวลาในการคำนวณจาก 1 สัปดาห์ เหลือเพียง 2 ชั่วโมง ทำให้สามารถส่งมอบข้อมูลสายพันธุ์ไวรัส SARS-CoV-2 ที่กำลังระบาดให้แก่หน่วยงานทางการแพทย์ สำหรับนำไปใช้ในการวางแผนรับมือการระบาดของโรคได้ทันการณ์

“ล่าสุด ThaiSC ยังได้ร่วมกับกรมควบคุมมลพิษในการดำเนินโครงการระบบการคาดการณ์สถานการณ์มลพิษทางอากาศ เพื่อใช้ Supercomputer ในการคาดการณ์ปริมาณ PM2.5 ซึ่งสามารถประมวลผลได้เร็วขึ้นถึง 15 เท่า จากเดิมใช้เวลาคำนวณ 11.5 ชั่วโมง/วัน ลดลงเหลือเพียง 45 นาที/วัน ทำให้กรมควบคุมมลพิษสามารถคาดการณ์สถานการณ์ฝุ่น PM2.5 ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง อาทิ 9 จังหวัดในภาคเหนือของประเทศ กรุงเทพมหานคร และปริมณฑล ได้ล่วงหน้าถึง 3 วัน เพื่อให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องและประชาชนรับมือได้ทันต่อสถานการณ์”

ดร.มนัสชัย ทิ้งท้ายว่า นอกจากการให้บริการโครงสร้างพื้นฐานแก่คนไทยแล้ว ปัจจุบัน ThaiSC ยังเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างนานาชาติกับประเทศไทยในการสร้างความร่วมมือและเครือข่ายผู้เชี่ยวชาญด้าน Supercomputer ของโลก เช่น การร่วมกับตัวแทนจากชาติในภูมิภาคอาเซียน (ASEAN HPC Taskforce) เพื่อพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้าน HPC ในระดับภูมิภาค หรือการพัฒนาบุคลากร HPC ในภูมิภาคร่วมกับสหภาพยุโรป (EU) ผ่านกิจกรรม EU-ASEAN HPC School ที่ประเทศไทยเป็นเจ้าภาพเมื่อเดือน ก.ค. ที่ผ่านมา เป็นต้น ซึ่งนอกจากจะส่งผลดีในด้านการยกระดับการทำวิจัยและพัฒนาของอาเซียนแล้ว ยังก่อให้เกิดความร่วมมือในการทำวิจัย การพัฒนากำลังคนด้าน HPC ของประเทศ และการแบ่งปันข้อมูลการทำวิจัยระหว่างประเทศ ซึ่งจะส่งผลดีต่อการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงในอนาคตอีกด้วย

ศูนย์ทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อการคำนวณขั้นสูง (ThaiSC) สวทช. มีแผนจะเปิดให้บริการแก่ผู้ใช้งานทั่วประเทศในปี 2565 ผู้ที่สนใจสามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมและติดต่อขอใช้บริการได้ที่ https://thaisc.io/ หรืออีเมล thaisc@nstda.or.th ศูนย์ ThaiSC มีความคาดหวังว่าจะได้สนับสนุนการก้าวข้ามขีดจำกัดการทำงานของคนไทย และมีส่วนในการช่วยยกระดับขีดความสามารถการแข่งขันของไทยสู่ระดับสากล

เรียบเรียงโดย : ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์คโดย : ภัทรา สัปปินันทน์
ภาพประกอบโดย : ฝ่ายประชาสัมพันธ์​ สวทช. , ThaiSc สวทช. และ shutterstock