Zaganjamo najmočnejši slovenski superračunalnik VEGA

Tri leta minevajo od povabila IZUM-u k sodelovanju pri operaciji HPC RIVR (High Performance Computing oz. visokozmogljivostno računalništvo – raziskovalna infrastruktura vzhodne regije), ki so jo na Ministrstvu za izobraževanje, znanost in šport Republike Slovenije zastavili s ciljem izgradnje superračunalniških zmogljivosti za zadovoljitev raziskovalno-razvojnih potreb slovenskih univerz, gospodarstva in slovenske raziskovalne sfere nasploh. V okviru te operacije so bili v minulih treh letih zgrajeni trije superračunalniki, najzmogljivejši med njimi, HPC VEGA, pa bo deloval v prostorih novega IZUM-ovega podatkovnega centra. HPC VEGA bomo zagnali 20. aprila 2021.

Superračunalnik, kaj, zakaj, za koga?

Ko smo leta 2018 začeli govoriti o izgradnji superračunalnika, ni bilo malo takih, ki so spraševali: “Čemu? Kaj to sploh je superračunalnik? Kaj boste z njim počeli? Kdo ga bo uporabljal?” Vprašanj je bilo veliko, pravih odgovorov pa manj, saj je področje superračunalnikov predvsem domena specifičnih raziskovalnih krogov, povezano z znatnimi vlaganji, in kot tako do pred kratkim splošni javnosti bežno znano bolj kot ne le iz znanstvenofantastičnih filmov.

Superračunalnik je krajše poimenovanje za visokozmogljivostne računalniške sisteme (HPC – High Performance Computing) z izjemno visoko računsko močjo, ki so sposobni rešiti izjemno zapletene in zahtevne probleme. V digitalni dobi predstavljajo superračunalniki strateško osnovo napredku, razvoju in inovacijam. Z razvojem lastnih visokozmogljivostnih računalniških kapacitet v Sloveniji sledimo evropskim pobudam in strategijam digitalne transformacije Evrope in držav članic skupnosti do leta 2030. V Sloveniji si na ta način zagotavljamo povezave z razvitim svetom in odpiramo vrata razvoju v tehnološko visoko razvito družbo.

V današnjih dneh se soočamo z ustvarjanjem vedno večjih količin podatkov. Z naraščanjem podatkov se večajo tudi zahteve za njihovo obdelavo in uporabo. Današnji najzmogljivejši superračunalniki lahko izvedejo več kot petaflop operacij na sekundo, kar je najmanj milijon milijard operacij na sekundo (petascale – zmogljivost na petaravni), pri čemer nekaj vrhunskih sistemov že presega 100 petaflopov. Naslednja generacija (exascale – eksaraven) bo omogočala izvedbo več kot milijarde milijard operacij na sekundo, kar je primerljivo s skupnimi računalniškimi zmogljivostmi mobilnih telefonov celotnega prebivalstva EU. Z naraščajočim številom podatkovno intenzivnih kritičnih aplikacij postajajo sistemi visokozmogljivostnega računalništva (HPC) ključnega pomena za obdelavo in analizo naraščajočega obsega podatkov potrebnih za delovanje družbe, javnih storitev, podjetij, izobraževalnih in raziskovalnih organizacij.

Sisteme HPC je mogoče uporabiti na številnih področjih: spremljanje in napovedovanje učinkov podnebnih sprememb, razvoj novih materialov, načrtovanje in proizvodnja varnejših ter bolj zelenih vozil in letal, večja kibernetska varnost in seveda skoraj vsa znanstvena področja. Superračunalniki igrajo vedno večjo vlogo v medicini. Visokozmogljivostno računalništvo se lahko uporablja pri razvoju in testiranju novih zdravil, hkrati pa omogoča razumevanje izvora in razvoja epidemij in nalezljivih bolezni. Superračunalniki so aktivno vključeni v iskanje zdravila za bolezen COVID-19.

Razvoj in izgradnja HPC-zmogljivosti sta ključni prioriteti evropske skupnosti, uvrščeni med strateško prednostne naložbe, za katere EU znatno povečuje načrtovana sredstva v novem finančnem okviru (2021–2027). Leta 2018 je bilo s tem namenom ustanovljeno skupno podjetje držav članic EU (Skupno podjetje EuroHPC) za zagotavljanje razvoja in vzpostavitev evropske superračunalniške infrastrukture in omogočanje dostopa do visokozmogljivostnih računalniških sistemov uporabnikom iz akademskih krogov, industrije, malih in srednjih podjetij ter javnega sektorja, ne glede na njihovo lokacijo. IZUM je ob pomoči kolegov iz Inštituta Jožef Stefan kandidiral na razpisu Skupnega podjetja EuroHPC in bil izbran za gostitelja enega od osmih evropskih superračunalnikov, katerih izgradnjo delno financira EU oziroma podjetje EuroHPC, in tako pridobil dodatna sredstva, na osnovi katerih je bilo mogoče izgraditi sistem večjih zmogljivosti, kot je bilo načrtovano na začetku operacije HPC – RIVR. Projekt Vega v finančnem smislu predstavlja naložbo v višini 17,2 milijona EUR. Projekt delno, v višini 65,8 %, sofinancirata Evropska unija iz Evropskega sklada za regionalni razvoj ter Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport, v obsegu 34,2 % pa ga sofinancira podjetje EuroHPC.

Izumov superračunalnik smo poimenovali po slovenskem matematiku Juriju Vegi. HPC VEGA je prvi izgrajeni superračunalnik od petih superračunalnikov na petaravni, ki jih sofinancira podjetje Euro HPC. Vega lahko izvede več kot 6,8 petaflopov oz. 6,8 milijona milijard izračunov na sekundo.

Če skušamo, zaradi lažjih predstav o zmogljivostih HPC VEGA, te številke ponazoriti s primerjavo na ravni razpoložljivih procesorjev, ki to računsko moč zagotavljajo, je v HPC VEGA v 960 vozliščih vgrajenih 1920 procesorjev AMD EPYC 7H12, vsak s 64 jedri, kar pomeni, da VEGA razpolaga skupno s 122.880 procesorskimi jedri, kar je 15,000-krat več kot je procesorskih jeder v povprečnem osebnem računalniku z osemjedrnim procesorjem. Računska moč Vege bo kmalu okrepljena s štirimi dodatnimi superračunalniki EuroHPC na petaravni, ki bodo postavljeni v naslednjih superračunalniških centrih: LuxProvide v Luksemburgu, Sofiatech v Bolgariji, IT4Innovations National Supercomputing Centre na Češkem in Minho Advanced Computing Centre (MACC) na Portugalskem, in tremi superračunalniki EuroHPC skoraj na eksaravni v naslednjih superračunalniških centrih: CSC – Center IKT za znanost na Finskem, CINECA v Italiji in Barcelona Supercomputing Centre v Španiji.

Slovesnost ob zagonu IZUM-ovega najmočnejšega superračunalnika, HPC VEGA, bo potekala 20. aprila ob 15.30. Prireditev bomo predvajali v živo prek spleta na povezavi https://youtu.be/UtBKlBTPt2o in Facebook strani COBISS – poti do znanja.

Prispevek pripravil: mag. Sergej Lah

Viri: