La informática de alto rendimiento (HPC) se ha vuelto fundamental para ayudar al sector energético, ya que permite analizar datos complejos, simular procesos complejos y optimizar operaciones. Si bien es inmensamente poderosa, la HPC enfrenta varios desafíos a medida que continúa evolucionando y respondiendo a las demandas exponenciales de potencia computacional. Con el fin de la Ley de Moore acercándose cada vez más, Owen Thomas, fundador del proveedor de soluciones HPC Red Oak Consulting, sostiene que el sector energético seguirá prosperando a medida que HPC invariablemente se traslade a la nube.

La Ley de Moore, formulada por Gordon Moore en 1965, predijo que el número de transistores colocados en una sola pulgada cuadrada de un chip de circuito integrado se duplicaría cada dos años, lo que llevaría a un aumento exponencial de la potencia informática. Esta Ley ha tenido profundas implicaciones para el desarrollo de HPC, sobre todo en el sector energético, y la evolución de la computación en la nube, dando forma al panorama de la tecnología moderna.

Ahora es bien sabido que la Ley de Moore está llegando a su fin. Desde su formulación, se ha multiplicado por un billón la cantidad de potencia informática utilizada en los modelos predictivos y, para mejorar aún más estos modelos de alto rendimiento, necesitamos exponencialmente más potencia informática. Sin él, los avances necesarios en precisión disminuirán. Pero, con los costos crecientes y la reducción del espacio disponible para el creciente número de chips semiconductores involucrados en la computación HPC, todos los sectores, incluida la energía, desde el petróleo y el gas hasta las energías renovables, enfrentan un nuevo dilema.

McKinsey estima que El consumo mundial de energía se triplicará. para 2050. Los proveedores de energía están trabajando en el desarrollo de nuevas tecnologías que puedan generar, almacenar y transportar energía de manera más sostenible hasta los consumidores. Dado que el impacto del cambio climático aumenta la urgencia de reducir el uso y el desperdicio de energía, la industria energética está acelerando la innovación para impulsar el impacto y los resultados a escala. La inteligencia artificial (IA), el análisis avanzado, las imágenes tridimensionales y el Internet de las cosas (IoT), respaldados por HPC, están contribuyendo a la producción de energía para garantizar una transición más fluida hacia un camino más sostenible.

HPC en la práctica en el sector energético
En la industria del petróleo y el gas, la HPC se utiliza ampliamente para la investigación científica contemporánea, y el número de campos a los que se puede aplicar crece constantemente, como la previsión meteorológica, la obtención de imágenes de terremotos o el análisis genético. La extracción de petróleo ahora puede utilizar HPC para mejorar la eficiencia y precisión del proceso, y permitir a las empresas mineras ahorrar grandes sumas de dinero, brindándoles una mayor ventaja competitiva en este mercado.

Los algoritmos avanzados que se ejecutan en supercomputadoras pueden procesar enormes cantidades de datos, lo que permite a los geocientíficos crear mapas detallados del subsuelo con mayor precisión y resolución. Esta capacidad mejora la tasa de éxito de los esfuerzos de exploración, reduce los riesgos de perforación y optimiza la extracción de recursos. Además, la HPC facilita la simulación de yacimientos, lo que permite a los ingenieros predecir el comportamiento del flujo de fluidos dentro de las formaciones subterráneas. Al simular varios escenarios de producción, las empresas pueden optimizar la ubicación de los pozos, las técnicas de extracción y las estrategias de gestión de yacimientos. Estas simulaciones también ayudan a comprender las complejidades geomecánicas asociadas con la fracturación hidráulica, lo que permite prácticas de extracción más seguras y sostenibles.

La HPC también está teniendo un enorme impacto en el sector de las energías renovables en el modelado de patrones climáticos, fluctuaciones de la demanda de energía y operaciones de la red. Los modelos de pronóstico meteorológico impulsados ​​por HPC predicen con precisión el potencial de generación de energía renovable, lo que ayuda a las empresas de servicios públicos a optimizar la integración de la energía solar y eólica en la red. Al alinear la generación con los patrones de demanda, los operadores de la red pueden mejorar la estabilidad de la red, minimizar las restricciones y maximizar el uso de energía renovable a través del Internet masivo de las cosas (MIoT).

Además, la HPC contribuye a la optimización de los sistemas de generación y distribución de energía, incluidas las centrales térmicas, los reactores nucleares y las redes inteligentes. Las herramientas de simulación avanzadas permiten a los ingenieros diseñar turbinas, calderas y sistemas de refrigeración más eficientes, reduciendo así las pérdidas de energía y el impacto ambiental. Además, los sistemas de control y monitoreo en tiempo real potenciados por HPC mejoran la resiliencia de la red, lo que permite una respuesta rápida a interrupciones, fluctuaciones e incluso amenazas cibernéticas.

La escalabilidad ha sido clave
La escalabilidad y rentabilidad impulsadas por la Ley de Moore han influido significativamente en el desarrollo de la computación en la nube. La capacidad de incluir más transistores en un chip ha dado lugar a un hardware más potente y asequible, lo que hace posible que los proveedores de servicios en la nube ofrezcan recursos informáticos sólidos a un costo menor, mediante lo cual la computación en la nube aprovecha los principios de virtualización y asignación de recursos bajo demanda. Las tecnologías y la innovación detrás de la Ley de Moore han permitido a los proveedores de la nube mejorar continuamente su infraestructura, brindando a las empresas de energía la capacidad de ampliar o reducir según sea necesario.

Además, la rápida evolución de la tecnología de semiconductores ha estimulado la innovación en los servicios en la nube. Los proveedores de la nube pueden aprovechar los últimos avances de hardware para ofrecer servicios nuevos y mejorados a sus usuarios. Este ciclo continuo de innovación mejora la agilidad de las plataformas en la nube, permitiéndoles adaptarse a panoramas tecnológicos cambiantes.

Si bien el crecimiento de HPC y la nube se alinea con las predicciones de Moore, enfrenta desafíos como limitaciones físicas y los rendimientos decrecientes de la miniaturización. A medida que los transistores se acercan a escalas atómicas, tecnologías alternativas como la computación cuántica pueden volverse necesarias para mantener el ritmo del progreso.

Las implicaciones de la ley de Moore
Parece entonces que se nos podría perdonar que pensáramos que estamos cerca de alcanzar los límites del poder computacional disponible. Pero ese no es necesariamente el caso; de hecho, la nube seguirá siendo el principal catalizador para lograr el impacto de HPC en todos los sectores, siempre y cuando todos trabajemos mejor con las herramientas que tenemos para mejorar la eficiencia y los resultados.

Gran parte de eso se reducirá a la capacitación y también a la financiación, pero lo más importante es comprender dónde reside el verdadero poder, dónde se procesan petabytes de datos en milisegundos. Esto se refleja en nuestro propio informe. 'Incorporando la Nube al Mix HPC', donde se explica con mayor detalle HPC y la Nube.

Con el tiempo, las necesidades evolucionarán, al igual que la naturaleza del apoyo requerido. Lo que es fundamental, sin embargo, es que a medida que el sector energético evoluciona con HPC, necesita apoyo para obtener un uso y energía óptimos para aprovechar los beneficios de HPC. Y a pesar de todo, la Ley de Moore sigue guiando al sector energético a buscar nuevas formas de mejorar el poder computacional para aumentar la eficiencia de los operadores y también para brindar mayor poder al alcance de los consumidores.

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• Fuente: https://envirotecmagazine.com/2024/02/19/comment-the-energy-sector-will-continue-to-thrive-through-hpc-even-as-moores-law-comes-to-an-end/