Európa szuperszámítógépei

266

Már készítik az Európa új szuperszámítógépét, ami azon felül, hogy a legerősebb berendezés nevet is kiérdemli, a földrész tudományos életének fellendülését is hozhatja.

Röviden a működéséről annyit kell tudni, hogy igazi, tényleges kísérletezések helyett csupán a szükséges programot kell a számítógépbe installálni, és a Start megnyomásával megvárni, míg az eredmény láthatóvá válik a monitoron. Persze a válasz megérkezésének sebessége attól függ, mennyire bonyolult a feladat.
A tudósok tevékenysége is óriási átalakuláson ment keresztül. A sok időt és pénzt felemésztő kísérletekkel ellentétben mára a számítógépek jelzik, melyik kísérlet hogyan fog végződni.

Nagyszerű minta erre a kínai Sunway TaihuLight System, ami a világ legerőteljesebb gépe. Ez a számítógép 93 petaflop/sec, vagyis 93 lebegőpontos matematikai feladat elvégzésére képes másodpercenként. Ez a teljesítmény a 10 millió processzormagnak köszönhető. Segítségével a legnagyobb világegyetemi szimulációt valósították meg.
A világon lévő összes szuperszámítógép ranglistáján a második helyen is egy kínai gép végzett 2017 nyarán. A harmadik a toplistán a Piz Daint nevű svájci gépközpont volt. Sokat elárul, hogy ezen az 500-as listán 169 amerikai, és 160 kínai számítógép szerepel. Kína nem áll meg az innovációban, máris egy új típuson dolgozik, ami a jelenlegi első helyezett Sunway TaihuLight Systemnél is tízszer szaporább lesz. Az USA szintén fejleszt, technikailag a kínaiak nyomában vannak, sőt, nemrég át is vették az első helyet Summit nevű gépükkel.

Nem meglepő tehát, hogy az Európai Bizottság döntése az lett, az EU-nak saját szuperszámítógépet kell létrehoznia. Az európai szakemberek nagy része jelenleg is Amerika és Ázsia területén dolgozik, ami elég aggasztó. Már csak azért is, mert az adatok védelme, és az üzleti titoktartás sérülhet. Tervben van az is, hogy 2020. évig egy milliárd eurónak megfelelő összeget fordítanak az EuroHPC (vagyis High-Performance Computing) nevű programra. Ennek a projektnek a feladata, hogy a világ legmasszívabb, és legerősebb szuperszámítógépe Európáé legyen.

Ahogy azt Gál Zoltán, a Debreceni Egyetem Szuperszámítógép központjának munkatársa elmondta, vannak szuperszámítógépek hazánkban is, mégpedig Budapesten, Szegeden, Debrecenben, Miskolcon, és Pécsett is. Ezek azonban felépítésükben eltérőek. Ez annyit tesz, hogy mindegyik számítógép más típusú munka elvégzésére képes. A meteorológiáért felelős gép Pécsett és Miskolcon található, a nagyobb feladatokat ellátó gépek, úgymint az egészségügyi projektekben részt vevők Szegeden és Debrecenben vannak.
Magyarország leggyorsabb gépe a hajdú-bihari, ami 380 teraflop/szekundum sebességgel dolgozik, ami átszámítva 0,38 petaflop/másodpercet jelent. Ezt az értéket viszonyítva a Sunway TaihuLight Sytem 93 petaflop/másodperc sebességéhez, könnyen kikalkulálható, hogy teljesítménye nem éri el annak 200-ad részét sem. Vagyis belátható, hogy a magyar szakemberek részére is jó szolgálatot tenne egy EU szuperszámítógép, melynek kapacitása jóval meghaladná a hazai gépét.

Gál Zoltán azt is elmondta, hogy a Debrecenben lévő szuperszámítógép 120%-on üzemel, ami jó hír abból a szempontból, hogy teljes kihasználtsága miatt megtérül a telepítésére fordított 3 milliárd forintos beruházási érték. Ennek persze negatívuma is van, mégpedig az, hogy hosszú a várólista a kísérletekre jelentkezőknek.
A struktúrája úgy került kialakításra, hogy a maximális kapacitáskiaknázása érdekében nüansznyi probléma se akadályozhassa az üzemelést. Ehhez a szupergépet szünetmentes egységekkel szerelték fel, valamint egy hajómotorral működtetett áramfejlesztővel is ellátták, így amennyiben az egész városban elmenne az áram, a gép akkor is működne 3-4 napig.
Az energiaigényét illetően nem spórolós a 250 kwh-ás gépezet,évi 60-80 millió forint értékű áramszámlát használ fel.

A másik, csongrádi gép a Szegedi Tudományegyetem számítógépközpontjában található. A fennakadás megelőzése érdekében itt a vízhűtés, a szünetmentes tápegységek, valamint a megállás nélküli védelem került biztosításra. A gép működtetése azonban nem az iskola, hanem a Kormányzati Informatikai Fejlesztési Ügynökség feladata.
A Szegedi Tudományegyetem szakági vezetője, Fekete Csaba úgy véli, hogy az egyetemen végzett kutatásokkal párhuzamosan az ELI, vagyis a szegedi lézerközpont kísérletei folyamán kapott információk is kalkuláltathatók a szupergéppel.

Fekete Csaba hozzátette továbbá, hogy a kutatások jellegét nem figyelik, viszont azt számon tartják, hogy az akadémia közösség mennyire aktívan dolgozik a rendszerrel. Szerinte nem meglepő, hogy a kísérletekre pályázók kénytelenek várakozni az üres helyekért, hiszen a számítógép hiába tud egyszerre több kutatást is folytatni, az eredményes működtetés miatt nem érdemes túl sok adatmennyiséget egyszerre indítani rajta.
Az európai megoldásoknál is ez a sarkalatos pont. Ugyanis ezen gépek üzemeltetéséhez kevés egy egyszerű informatikai tudás. Egy ilyen bonyolult és komplex, kutatást bemutató rendszer megépítéséhez bizony komoly tudással kell rendelkezni, tisztában kell lenni a szupergép működésével, és tudnia kell azt is, hogyan tud futni a kód hatékonyan az egységen. Fekete Csaba szerint enélkül a szakértelem nélkül a szuperszámítógép teljesítményéből semmi sem lesz érzékelhető azok számára, akik a kutatásokat folytatják. Ezeken felül a szakértők kell hogy rendelkezzenek egyéb tudással is, hiszen bizonyos esetekben akár egy fizikus, biológus kívánságait is teljesíteni kell, lefordítva azt gépi kódokra. Viszont Fekete Csaba elmondása alapján ilyen szakember rendkívül kevés van a piacon, a képzésük pedig jelenleg még nem kivitelezhető.
Az egyetemen emiatt olyan megoldáson munkálkodnak, amik összehangolják a kísérletezők kéréseit a szakemberek ehhez szükséges kódigényeinek megértésével.
A Tudományegyetem már elindította a team tagjainak kiválasztását, az ütemtervek alapján egykét éven belül elkészülnek a projekttel. Az informatikai vezető szerint a kapott uniós támogatással 2020-ra a folyamat végére érnek. Ha ez ideig az EU szupergépe is hozzáférhetővé válik, a Szegedi Tudományegyetem kollektívájával elérhető lesz a hazai kísérletezők számára a gép használalata.

Mi a cél a szuperszámítógéppel?

Tulajdonképpen 6 típusú munka végrehajtásához építik ki az egységeket. A kísérletezők így a lenti feladatokra alkalmazhatják a masinákat, persze többnyire óriási adathalmazok kalkulálásával:

– meteorológiai feladatokra
– fizikai érzékelők adatainak analizálására
– előzetes szimulációs tesztek készítésére
– egészségügyi felmérésre és az ehhez kapcsolódó betegségre való hajlamok számítására
– társadalmi és azzal összefüggő társadalmi hatások elemzésére
– orvosi képi adatok feldolgozására

Bár egyidejűleg több különböző feladat ellátására is képesek a szupergépek, minden egyes munkafolyamat nem indulhat rajtuk egyszerre. Amennyiben például egy kutatás elvégzése egy másik teszt eredményén múlik, nem siettethető annak elkészítése, hiszen meg kell várni amíg az első megoldást ad.
Ez akkor is igaz, ha kapacitásilag elegendő lenne a hardver teljesítménye. A szupergép gazdaságos működéséhez hozzájárul – ami nem is árt ekkora mennyiségű éves áramfogyasztás mellett- az is, hogy amennyiben a kutatás lezárul, az egység külső utasítás nélkül, automatikusan pihenő módra vált.

Hiába magas a szuperszámítógépek üzemeltetési költsége, Gál Zoltán úgy véli, jóval. legalább 50-100-szor eredményesebb ilyen módon a kutatások elvégzése, mintha azokat valóban el kellene végezni. Azt is hozzátette, hogy a rendszerek egész nap munkálkodnak, így a felhasználók számára bármikor, bárhonnal elérhetők az interneten keresztül.

Comments are closed.