Tomaž Švagelj, znanost
Zahtevnejše računalniške storitve, s kratico HPC (High-Performance Computing), postajajo v razvitem svetu vse bolj pomembne, pa ne samo za razvoj znanosti in tehnike, temveč tudi gospodarstva.
Slovenija pri tem še ne dosega najrazvitejših, toda v prihodnje se to utegne spremeniti. Novogoriško podjetje Arctur je, kot smo že poročali, izvedlo javni razpis, v katerem je izbranim slovenskim raziskovalnim skupinam ponudilo brezplačne storitve na superračunalniku IBM Arctur-1, v vrednosti sto tisoč evrov. Zmagale so ljubljanska fakulteta za matematiko in fiziko z molekularnim modeliranjem tekočekristalnih elastomerov, novogoriška fakulteta za znanosti o okolju z raziskavo multiferoikov, materialov, ki izkazujejo sklopljene električne in magnetne ureditvene parametre, Center odličnosti EN-FIST Ljubljana z dinamiko vodikovih vezi v farmakološko pomembnih sistemih, Kemijski inštitut Ljubljana s kvantnokemijskimi QM/MM molekularnimi simulacijami bioloških sistemov in raztopin elektrolitov ter ljubljanska fakulteta za elektrotehniko z modeli molekularne dinamike.
Prenos sodobnih tehnologij
»Naš namen je spodbujati interes razvojnih oddelkov v gospodarstvu in v akademski sferi po visoko zmogljivih računalniških kapacitetah,« je dejal direktor družbe Arctur Tomi Ilijaš. »S tem uresničujemo naše poslanstvo, saj menimo, da lahko superračunalniške storitve zelo koristno vpeljemo v marsikatero panogo, kot so na primer biotehnologija, farmacija, razvoj novih materialov, promet, finance, multimediji, astrofizika in podobno. Naša zmogljiva infrastruktura je lahko dodatna priložnost za prenos naprednih tehnologij iz teorije v akademski sferi v prakso v gospodarstvu. Na tak način tudi sami doprinesemo k zviševanju dodane vrednosti slovenskim izdelkom in storitvam.«
Tako naj bi podjetje Arctur različnim panogam v gospodarstvu in raziskovalni sferi olajšalo dostop do tovrstnih storitev, na Goriškem pa namerava zgraditi čezmejni center HPC. Omenjeni ponudnik visokozmogljivih računalniških storitev v oblaku ima že zdaj čisto pravi superračunalnik. Bodimo konkretni. IBM Arctur-1 je sestavljen iz 84 vozlišč, od katerih ima vsako po dva 6-jedrna procesorja Intel Xeon X5650, z delovnim taktom 2,66 gigahercov, in 32 gigabajtov bralno-pisalnega pomnilnika (RAM), kar v celotni gruči tvori sistem s 1008 procesorskimi jedri in 2,66 terabajti glavnega pomnilnika. Povezava med vozlišči poteka s hitrostjo 40 gigabitov na sekundo (Gb/s). Vse to skupaj mu omogoča za laika nepredstavljivo zmogljivost 10,5 teraflopsov, s kratico Tflop/s ali Tflops, iz angl. terafloating-point operations per second, to je bilijon računskih operacij (s plavajočo vejico) na sekundo! Bilijon je deset na dvanajsto oziroma 1.000.000.000.000 ali milijon milijonov. Podatkov, s katerimi dela, je seveda ogromno in zanje ima na voljo trdi disk ... No, eden bi bil seveda premalo, pa če bi bil še tako velik. IBM Arctur-1 ima diskovje, za katerega skrbi sistem strežnikov HP ProLiant in na katerem je prostora za 200 terabajtov (TB) podatkov. Tudi zmogljivost diskovnega sistema je zavidljiva. Prepustnost pri sočasnem dostopu iz vseh vozlišč je pri zaporednem pisanju 769, pri zaporednem branju pa kar 1513 megabajtov na sekundo (MB/s). Poleg tega lahko sistem ustvari več kot 1200 novih datotek na sekundo.
Vendar so v Sloveniji še drugi superračunalniki in superračunalniške gruče. Enega imajo tudi na ljubljanski fakulteti za strojništvo (FS). Njihov, kot ga imenujejo, visokozmogljivi računski sestav HPCFS (High-Performance Computing FS), se ponaša z zmogljivostjo 9 teraflopsov na sekundo (Tflo/s).
Naslednjega takega ima že od leta 2008 Turboinštitut v svojem LSC (Ljubljana Supercomputing Center) ADRIA. Ponaša se z 2048 procesorji, 4096 gigabajti bralno-pisalnega spomina RAM in 10 terabajti diskovnega prostora.
Kdaj bomo prišli do petaflopsov
Podobno zmogljivo gručo imajo tudi fiziki na inštitutu Jožef Stefan. V kratkem dobijo še 1000 najnovejših jeder, tako da jih bodo imeli že 2000, kar velja tudi za Arnes. In kolikšna je zmogljivost tiste na IJS? Težišče je pri njih na količini podatkov, zato števila operacij na sekundo niso niti merili, je pa dejstvo, da na dan ustvarijo kakih 50 terabajtov na dan!
Gručo te vrste, le da je manjša in sestavljena iz nekaterih starejših računalnikov, imajo tudi na Kemijskem inštitutu Ljubljana, pa še nekaj drugih je pri nas, skupno morda kakih pet ali šest.
Za konec pa še poglejmo, do kam so te stvari prignali v svetu. Najzmogljivejši superračunalnik je japonski K Computer. Z njim se ponašajo v RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) v Kobeju, njihov tehnični čudež zmore impresivnih 10,51 petaflopsa (Pflop/s). En petaflops je bilijarda ali 1.000.000.000.000.000 računskih operacij na sekundo! To je svetovni rekord. Hkrati je K Computer tudi prvi superračunalnik na svetu, ki je presegel magično mejo 10 Pflop/s. Za primerjavo povejmo, da je na drugem mestu kitajski Tianhe-1A z 2,57 Pflop/s, najboljši ameriški pa Cray XT5 v Oak Ridge National Laboratory, ki zmore 1,75 Pflop/s.