15. 12. 2021, 10:30

Vega v elitni trideseterici superračunalnikov v svetovnem merilu

arhiv IZUM
Vega v elitni trideseterici superračunalnikov v svetovnem merilu (foto: arhiv IZUM)

Superračunalnik Vega, zmogljiv kot 40 tisoč osebnih računalnikov, že v pomoč slovenskim in tujim znanstvenikom pri izračunavanju in obdelavi podatkov. Z njegovo pomočjo se znanstveniki lotevajo izjemno zahtevnih modeliranj – tudi vremenskih pojavov.

Že nekaj mesecev v Mariboru deluje superračunalnik Vega, ki ga uporabljajo znanstveniki oziroma inštituti različnih panog iz vse Slovenije, pa tudi iz tujine, za izračunavanje oziroma obdelavo podatkov pri svojih raziskavah.

Gre za računalnik ekstremne sposobnosti in zmogljivosti, Vega namreč zmore nepredstavljivih 6,9 milijona milijard operacij v eni sami sekundi, ali matematično zapisano kar 1015 operacij, kar ga uvršča med trideset najbolj zmogljivih računalnikov na svetu. Je zelo zahteven in požrešen stroj, za svoje delovanje potrebuje 1,5 MW priključne moči, kar je približno 10 odstotkov kake manjše hidroelektrarne, ter posebno vodno hlajenje, saj zračno hlajenje z ventilatorji ne bi zadoščalo.

Delovanje računalnika povzroča tudi močan hrup, zaradi vsega naštetega ga ni mogoče postaviti kar v neko dovolj veliko stavbo, na srečo so zanj v Mariboru lahko uporabili posebne kletne prostore, ki so bili zgrajeni v sklopu izgradnje dodatnih prostorov in s tem zagotovili vse potrebne kriterije za namestitev superračunalnika.

A zakaj Slovenija potrebuje superračunalnik, ki zmore toliko kot približno 40 tisoč dokaj zmogljivih osebnih računalnikov?

Dr. Aleš Bošnjak, direktor Instituta informacijskih znanosti IZUM v Mariboru, ki upravlja superračunalnik Vega, nam je pojasnil, da je ta nujno potreben, če želi Slovenija v korak z razvitim svetom: »Brez tako zmogljivega računalnika namreč ne moremo opravljati temeljnih raziskav z različnih področij znanosti, na primer v teoretski fiziki, astrofiziki, fiziki delcev, meteorologiji, medicini, genski tehnologiji in nevroznanosti, za svoje raziskave pa ga potrebujejo tudi družboslovne znanosti, da ne omenjam umetne inteligence, ki ji posvečamo vse več pozornosti. Pri temeljnih oziroma bazičnih raziskavah katere koli panoge ali znanosti so namreč za delovanje sistema ključni izračuni verodostojnih podatkov.« Dr. Bošnjak uporabnost superračunalnika Vega ponazori s primerom: »Vegovo hitrost potrebujejo denimo meteorologi, ki obdelujejo številne podatke, fizikalne in meteorološke količine o trenutnem vremenu, računalnik pa potem modelno izračuna vse mogoče možnosti razvoja vremena, za kar seveda potrebujejo hitro procesiranje podatkov. Na tak način meteorologi spoznajo tudi zakonitosti, ki pomagajo pri vsakodnevnih vremenskih napovedih.«

Za slovenske raziskovalce je Vega velika pridobitev, ki jim bo izjemno olajšala delo. Doslej so namreč za svoje naloge najemali superračunalnike v tujini, kar med drugim pomeni, da so morali čakati v vrsti. Vega pa je tako zmogljiv, da ga bodo lahko poleg domačih uporabljali tudi najemniki iz tujine. Kot je pojasnil dr. Bošnjak, je okoli 80 odstotkov zmogljivosti Vege namenjene različnim inštitutom in centrom iz Slovenije in Evrope, preostalih 20 odstotkov bodo lahko najemala zasebna podjetja. Največji slovenski najemniki trenutno pa so Institut Jožef Štefan, Kemijski inštitut, Hidrometeorološki zavod, vse slovenske univerze in različne fakultete, farmacevtska podjetja ...

Nakup superračunalnika seveda presega zmožnosti posameznih institucij, zato sta projekt Vega sofinancirala Skupno podjetje za evropsko visokozmogljivostno računalništvo EuroHPC iz evropskih sredstev in Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport. Projekt, katerega nosilec je Institut informacijskih znanosti IZUM v Mariboru, so pripravljali tri leta, v obdobju 2018 do 2021, superračunalnik Vega pa je stal kar 17,2 milijona evrov. Dr. Bošnjak nam je pojasnil, da so sprva načrtovali manjši oziroma šibkejši računalnik, šestkrat manj zmogljiv, kot je Vega, ko pa jim je na razpisu uspelo pridobiti dodatnih šest milijonov sredstev, so se odločili za nakup močnejšega, kar je Slovenijo postavilo ob bok najrazvitejšim na tem področju. »Če ponazorimo s številkami: največji superračunalniki zmorejo 1017 operacij v sekundi, Vega pa 1015, vseh uradno navedenih superračunalnikov v svetu je okoli petsto, vendar jih ima le okoli trideset zmogljivost, primerljivo z Vego. S superračunalnikom Vega se tako Slovenija uvršča na visoko 22. mesto na svetu po zmogljivosti računalnika,« je pojasnil dr. Bošnjak in dodal, da imajo največ superračunalnikov na Kitajskem in v ZDA, Evropa pa je zadnja leta zagnala vseevropsko iniciativo za izgradnjo evropskega superračunalniškega ekosistema World Class Supercomputing Ecosystem in Europe, katere del je v okviru Slovenskega superračunalniškega omrežja (SLING) z Vego postala tudi Slovenija.

A tudi superračunalniki se nenehno razvijajo, zato bo Vega že v petih letih zastarel. Da bi ohranili korak z najboljšimi, so v Izumu že začeli pripravljati projekt večjega superračunalnika, ki bo še večji zalogaj. »Novi superračunalnik naj bi namreč potreboval kar 5 MW moči za delovanje, kar pomeni, da bomo morali poiskati ali zgraditi novo stavbo v primernem okolju za hlajenje. Zato Američani svoje superračunalnike postavljajo na Aljasko, kjer je hlajenje praktično zastonj,« je še povedal dr. Bošnjak.

Spremljajte Metropolitan na družbenih omrežjih Facebook, Instagram in Twitter.