クラウド ハイ パフォーマンス コンピューティングで克服できるエンジニアリング上の問題

新製品エンジニアリングには一連の課題があり、自動運転車や核融合炉などの技術的に高度な製品ではさらに複雑になることがよくあります。 これらの問題に対処する最良の方法の XNUMX つは、ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) を使用することです。 従来のオンプレミス HPC と比較して、クラウド HPC を使用すると、エンジニアは物理インフラストラクチャのインストールや保守を必要とせずに、コンピューティング リソースへのアクセスが向上します。 これにより、これまで HPC にアクセスできなかったより多くのエンジニアが、大きな問題をより迅速に、複雑にすることなく解決できるようになります。 

一般に、HPC の能力は、相互接続されたコンピューターの大規模クラスター全体で多くのソースからのデータを集約することによって、さまざまな工学、科学、研究の問題を正面から解決できる能力にあります。 特に、クラウド HPC を使用すると、これまで従来の HPC プロジェクトが組織内でサイロ化されていた場合、エンジニアのチームがコラボレーションしてリアルタイムでデータを共有できるようになります。

クラウド HPC の助けを借りて克服できるエンジニアリング上の問題のいくつかを見てみましょう。

グリーンエンジニアリングとクリーンテクノロジーの推進

今日エンジニアが直面している最も重要な課題の XNUMX つは、主要産業全体で環境への影響を軽減する方法を見つけることです。 これには、持続可能性を向上させ、廃棄物を削減し、排出量や既存の温室効果を削減する方法を見つけることが含まれます。 持続可能でクリーンなテクノロジー。 グリーン エンジニアリングは、これらの課題に対処しようとするエンジニアリングとして注目を集めています。 HPC は、物理的なプロトタイプを作成したり原材料を消費したりすることなく、エンジニアがより効率的な設計を開発し、さまざまなシステム間の複雑な相互作用をより深く理解できるよう支援することで、この取り組みにおいて重要な役割を果たします。

たとえば、新しいエネルギー タービンまたは貯蔵装置の設計の問題を考えてみましょう。 従来の設計プロセスでは、いくつかのプロトタイプを作成し、それらをテストし、調整し、満足のいく結果が得られるまで繰り返す必要がありました。 しかし、HPC を使用すると、エンジニアは数分から数時間で数十、場合によっては数百の異なる設計の組み合わせをテストするシミュレーションを実行できます。 これにより、特定の状況に最適な設計を迅速に見つけることができ、コストのかかる試行錯誤の実験を回避できます。

次世代のクリーン テクノロジー イノベーションをさらに可能にするために、破壊的なスタートアップや新規事業はクラウド HPC によってさらに強化されます。 初期費用と複雑さの問題を取り除くことで、確立された持続可能性の低いテクノロジーと競合するために、新たなプロジェクトをより効率的に実行できるようになります。 クラウド HPC は、輸送、エネルギー、製造、宇宙探査のためのクリーンでより効率的なテクノロジーのブレークスルーを加速する可能性をすでに示しています。

気候変動の予測と対応

世界の気候が変化するにつれ、考えられる限り最も複雑な問題に対するソリューションを開発することがエンジニアにますます求められています。 Cloud HPC は、詳細な分析のためのプラットフォームと効率的なソリューションを提供する機能を提供することで、この点に役立ちます。 

たとえば、気候変動の世界で生き残ることができる都市を設計するという問題を考えてみましょう。 HPC を使用すると、エンジニアは、気象パターンの変化、利用可能な水の変化、人口の変化など、幅広い要因を考慮したシミュレーションを実行できます。 これにより、現実的かつ将来の変化に適応できる計画を立てることができます。

発展途上国や後進国には、この種の課題に自力で対処するためのリソースが不足していることがよくあります。 HPC は、より裕福な国が提供できるのと同じレベルの分析と計画を提供することで、このギャップを埋めることができます。

エネルギー効率の改善

エンジニアは、より効率的な新しい製品の開発において重要な役割を果たします。 エネルギーシステム。 これらには、石油とガスの採掘の改善から、風力、太陽光、水素、原子力、核融合、蓄電池などの再生可能エネルギー ソリューションの加速に至るまで、あらゆるものが含まれます。 将来の世代がよりクリーンで信頼性が高く、より手頃な価格のエネルギーに確実にアクセスできるようにすることは、私たちが地球上で直面している最も重要な課題の XNUMX つです。

世界のエネルギー生産と消費のニーズは今後数年で増加する一方です。 クラウド HPC は、環境にダメージを与えたり、二酸化炭素排出量を削減したりすることなく、これらのニーズを満たすために不可欠です。 クラウド HPC はすでにエネルギーの研究開発に大きな影響を与えており、科学者がコスト効率が高く環境に優しい新しいアプローチを生み出すのに役立っています。

農業生産性の向上

クラウド HPC は農業の問題解決にも使用できます。 世界の人口は急速に増加しており、食料供給への圧力が高まっています。 クラウド HPC は、農業産業の詳細な分析のためのプラットフォームを提供することで、食糧不足の課題に対処するのに役立ちます。 一例として、Cloud HPC は、使用するリソースを減らしながら作物の収量を増やすための新しい戦略を開発するのに役立ちます。

航空、航空宇宙および産業のためのエンジニアリングイノベーション

　 航空および航空宇宙 これらの業界は、エンジニアリングの分野で最もエキサイティングかつ挑戦的な業界の一部であり、最も計算量を必要とする業界でもあります。 クラウド HPC は彼らの成功に不可欠であり、超音速航空機から火星に行く宇宙船に至るまで、あらゆるものの設計とテストに必要な計算能力を提供します。

クラウド HPC は、航空宇宙産業の様相を変える小規模ながら急速に成長している企業の間で起こっている次世代のイノベーションの先導に貢献してきました。 過去数十年間、航空および宇宙飛行体の開発は、大規模組織および/または国営組織によって独占されてきました。 Cloud HPC は、聡明な思考を解き放ち、より安全でより効率的な車両をほんのわずかな時間で設計できるようになりました。

製造プロセスの最適化

クラウド HPC は、製造分野で競合他社に先んじるための最良のソリューションの XNUMX つです。 の 製造業 日々新しい技術や技術が発明され、常に進化しています。 HPC を使用すると、これらの新しいアイデアを迅速かつ効率的にテストでき、メーカーが自社のビジネス モデルに最適なものを選択できるようになります。

また、クラウド HPC により、メーカーは製品とサプライ チェーンを最適化することで、これまでより効率的に商品を生産できるようになります。 消費者向けパッケージ製品 (CPG) からエレクトロニクスに至るまで、企業は工場や設備のデジタル ツインを構築して故障率を予測し、製品の品質を向上させ、事業継続性を高めることができるようになりました。 これにより、HPC を使用する企業だけでなく、HPC を使用しない他の企業に対しても競争力を維持できます。

半導体設計の改善

半導体は、コンピューター、電話、自動車、その他ほぼすべての電子機器に電力を供給する小さなプロセッサ チップです。 Cloud HPC は、これらのチップを正確、コスト効率よく、迅速に設計および検証するために必要な計算能力を提供するのに役立ちます。 増え続ける需要に追いつくことは不可能でしょう。 半導体 クラウド HPC の拡張性がありません。

より小型で高速なチップの必要性が高まるにつれ、ムーアの法則に従ったチップを生産し続けるエンジニアの能力は低下しています。 これを克服するために、半導体業界は特殊なチップ設計と AI/ML 技術に依存して、新しいチップの継続的な性能向上を推進しています。 クラウド HPC を使用すると、新興企業や「ファブレス」チップ企業は、確立された (そしてはるかに大きな) 競合他社と同じ高度な技術を使用してチップの設計を開始できます。 このハイ パフォーマンス コンピューティングへの民主化されたアクセスは、モノのインターネット (IOT)、コネクテッド ビークル、スマート ホーム デバイスなどのエレクトロニクスへの依存が高まる中、新しいソリューションを促進するのに役立ちます。

化学工学

化学エンジニアリング業界は、私たちが毎日使用する多くの重要な製品に責任を持っています。クラウド HPC は、エンジニアがシミュレーションと最適化を実行できるようにする上で重要な役割を果たし、プラスチックから工業用潤滑油などの製造目的でより安全で効率的な化学物質を設計できるようになります。 製造前に化学反応をテストする機能がなければ、各製品が安全基準を満たしているかそれを超えていることを確認しながら、迅速かつコスト効率よく製造できることを確認することは、はるかに困難になります (そして潜在的に危険です!)。

創薬と医薬品

ライフサイエンス 企業は、新たな病気や人口高齢化に対する新薬、治療法、医療機器の開発に挑戦しています。 解決すべき生物学的要因は事実上無限にあるため、医薬品開発が数年から数十年に及ぶことも珍しくありません。 さらに、現代の医療記録の保存、医療データ、知識は 73 日ごとに XNUMX 倍になっている (そして増加している) と推定されています。

クラウド コンピューティングの出現により、研究者や科学者はこれまでよりも迅速に新しい発見を行うことができ、患者の転帰の改善につながります。 クラウド HPC は、より大規模なデータ セットを操作し、より効率的に共同作業を行い、数百万の化学配合やデバイス設計の並列シミュレーションをスケールアップして、最適な候補をより迅速に見つけることができることを意味します。 同時に、ヒトゲノミクスの研究も進歩しており、これは医師が個別化された治療のために特定できる個々の生物学的要因をより深く理解できることを意味します。

よりスマートな都市開発と建設

今日の重要なインフラは、増加する都市と人口をサポートするという課題に直面しています。 Cloud HPC は、新しい開発の分析とテストを実行するためのプラットフォームを提供することで、より安全で効率的な都市の設計を支援します。 たとえば、クラウド HPC を使用して、高層ビル、橋、住宅コミュニティ、その他の構造物の建設が交通パターンから温室効果ガス排出量などに及ぼす影響をモデル化するシミュレーションを実行できます。 建築家や建設会社は、クラウド HPC を使用して、建設を開始する前に建築モデルを作成およびテストすることもできます。 これは、コストのかかる間違いや遅延を回避するのに役立ちます。 未来の都市とインフラは、新しいデザインとテクノロジーを環境への影響の軽減と組み合わせて、すべての人にとってより良い生活環境を作り出すでしょう。

公共交通計画

Cloud HPC を使用すると、交通エンジニアはさまざまな公共交通機関のオプションを正確にモデル化し、時間と資金をどこに投資するかについて情報に基づいた決定を下すことができます。 これにより効率が向上し、最終的にはより効率的に旅行できるようになります。

まとめ

要約すると、Cloud HPC には、身体の迅速な治癒からより効率的な都市の再設計まで、私たちの生活の質を向上させるさまざまなアプリケーションで使用できる柔軟性があります。

HPC が克服に役立つエンジニアリング上の課題は他にもたくさんあります。 ここで挙げた例はほんの表面に過ぎません。 お客様の特定のニーズが何であれ、HPC にはそれらを満たすお手伝いをする力があります。 Cloud HPC は、科学者、エンジニア、研究者がオンデマンドでアクセスできる強力なソフトウェアとハ​​ードウェアにアクセスして、地球上および地球外で直面している最も困難な問題のいくつかを解決するためのゲームチェンジャーです。