High-Performance Computing (HPC) har blivit avgörande för att hjälpa energisektorn, vilket gör det möjligt att analysera komplexa data, simulera intrikata processer och optimera driften. Även om HPC är oerhört kraftfullt står den inför flera utmaningar när den fortsätter att utvecklas och svara på exponentiella krav på beräkningskraft. När slutet av Moores lag närmar sig, hävdar Owen Thomas, grundare av HPC-lösningsleverantören Red Oak Consulting, att energisektorn kommer att fortsätta att frodas när HPC alltid flyttar till molnet.

Moores lag, formulerad av Gordon Moore 1965, förutspådde att antalet transistorer placerade på en enda kvadrattum av ett integrerat kretschip skulle fördubblas vartannat år, vilket leder till en exponentiell ökning av datorkraften. Denna lag har haft djupgående konsekvenser för utvecklingen av HPC, inte minst inom energisektorn, och utvecklingen av cloud computing, som formar landskapet av modern teknik.

Det är nu välkänt att Moores lag närmar sig sitt slut. Sedan dess formulering har det skett ungefär en biljonfaldig ökning av mängden datorkraft som används i prediktiva modeller och för att förbättra dessa högpresterande modeller ytterligare behöver vi exponentiellt mer datorkraft. Utan det kommer de nödvändiga vinsterna i noggrannhet att minska. Men med ökande kostnader och krympande utrymme tillgängligt för det växande antalet halvledarchips som är involverade i HPC-beräkning, står alla sektorer, inklusive energi från olja och gas till förnybara energikällor, inför ett nytt dilemma.

McKinsey uppskattar det global energiförbrukning kommer att tredubblas år 2050. Energileverantörer arbetar med utvecklingen av ny teknik som mer hållbart kan generera, lagra och transportera energi till konsumenterna. Med effekterna av klimatförändringarna som gör att minska energianvändningen och energisvinnet är brådskande, accelererar energiindustrin innovation för att driva på effekter och resultat i stor skala. Artificiell intelligens (AI), avancerad analys, 3D-bilder och internet of things (IoT), med stöd av HPC, bidrar alla till energiproduktion för att säkerställa en smidigare övergång till en mer hållbar väg.

HPC i praktiken inom energisektorn
Inom olje- och gasindustrin används HPC flitigt för samtida vetenskaplig forskning, och antalet områden som det kan tillämpas på växer ständigt, som för väderprognoser, jordbävningsavbildning eller genetisk analys. Oljeutvinning kan nu använda HPC för att förbättra processeffektiviteten och noggrannheten, och göra det möjligt för gruvföretag att spara stora summor pengar, vilket ger dem en större konkurrensfördel på denna marknad.

Avancerade algoritmer som körs på superdatorer kan bearbeta enorma mängder data, vilket gör det möjligt för geovetare att skapa detaljerade underjordskartor med högre noggrannhet och upplösning. Denna förmåga ökar framgångsgraden för prospekteringsinsatser, minskar borriskerna och optimerar resursutvinningen. Dessutom underlättar HPC reservoarsimulering, vilket gör det möjligt för ingenjörer att förutsäga vätskeflödesbeteenden inom underjordiska formationer. Genom att simulera olika produktionsscenarier kan företag optimera brunnsplacering, utvinningstekniker och reservoarhanteringsstrategier. Dessa simuleringar hjälper också till att förstå den geomekaniska komplexiteten i samband med hydraulisk sprickbildning, vilket möjliggör säkrare och mer hållbara utvinningsmetoder.

HPC har också en enorm inverkan på sektorn för förnybar energi när det gäller modellering av vädermönster, fluktuationer i energiefterfrågan och nätdrift. Väderprognosmodeller som drivs av HPC förutsäger noggrant förnybar energiproduktionspotential, vilket hjälper kraftverk att optimera integrationen av sol- och vindkraft i elnätet. Genom att anpassa produktionen till efterfrågemönster kan nätoperatörer förbättra nätstabiliteten, minimera restriktioner och maximera användningen av förnybar energi genom Massive Internet of Things (MIoT).

Dessutom bidrar HPC till optimering av kraftgenerering och distributionssystem, inklusive värmekraftverk, kärnreaktorer och smarta nät. Avancerade simuleringsverktyg gör det möjligt för ingenjörer att designa effektivare turbiner, pannor och kylsystem, och därigenom minska energiförluster och miljöpåverkan. Dessutom förbättrar övervaknings- och kontrollsystem i realtid som stöds av HPC nätets motståndskraft, vilket möjliggör snabba svar på avbrott, fluktuationer och till och med cyberhot.

Skalbarhet har varit nyckeln
Skalbarheten och kostnadseffektiviteten som drivs av Moores lag har avsevärt påverkat utvecklingen av cloud computing. Möjligheten att packa fler transistorer på ett chip har lett till mer kraftfull och prisvärd hårdvara, vilket gör det möjligt för molntjänstleverantörer att erbjuda robusta datorresurser till en lägre kostnad, där molnberäkningar utnyttjar principerna för virtualisering och resursallokering på begäran. Tekniken och innovationen som ligger bakom Moores lag har gjort det möjligt för molnleverantörer att kontinuerligt förbättra sin infrastruktur, vilket ger energiföretag möjlighet att skala upp eller ner efter behov.

Dessutom har den snabba utvecklingen av halvledarteknik sporrat innovation inom molntjänster. Molnleverantörer kan utnyttja de senaste hårdvaruframstegen för att erbjuda nya och förbättrade tjänster till sina användare. Denna kontinuerliga cykel av innovation ökar smidigheten hos molnplattformar, vilket gör att de kan anpassa sig till föränderliga tekniska landskap.

Även om tillväxten av HPC och molnet stämmer överens med Moores förutsägelser, står den inför utmaningar som fysiska begränsningar och den minskande avkastningen av miniatyrisering. När transistorer närmar sig atomära skalor kan alternativa tekniker som kvantberäkning bli nödvändiga för att upprätthålla framstegstakten.

Implikationerna av Moores lag
Det verkar då som att vi skulle kunna bli förlåtna för att vi tror att vi är nära att nå gränserna för tillgänglig beräkningskraft. Men det är inte nödvändigtvis fallet, faktiskt kommer molnet att fortsätta att vara den främsta katalysatorn för att realisera HPC:s inverkan inom alla sektorer, så länge vi alla arbetar bättre med de verktyg vi har för att förbättra effektiviteten och resultaten.

Mycket av det kommer att bero på utbildning, och mycket också på finansiering, men avgörande, det handlar om att förstå var den verkliga kraften ligger, där petabyte av data bearbetas på millisekunder. Detta återspeglas i vår egen rapport, "Införliva molnet i HPC-mixen", där HPC och molnet förklaras mer detaljerat.

Med tiden kommer behoven att utvecklas, liksom också typen av stöd som krävs. Vad som är avgörande är dock att när energisektorn utvecklas med HPC behöver den stöd för att få optimal användning och kraft för att inse HPC:s fördelar. Och trots allt vägleder Moores lag fortfarande energisektorn att titta på nya sätt att förbättra beräkningskraften för att öka effektiviteten för operatörerna, och likaså för att ge större makt till konsumenternas fingertoppar.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://envirotecmagazine.com/2024/02/19/comment-the-energy-sector-will-continue-to-thrive-through-hpc-even-as-moores-law-comes-to-an-end/