Trilión operací za vteřinu? Za dva roky začnou v Ostravě „superpočítat“.

Martin Rychlík
Ceskapozice.cz, 23. července 2011

Ostravský počítač IT4 Innovations by nyní patřil na 12. místo mezi nejvýkonnějšími systémy světa. Petaflopsový výkon nabídne celému Česku.

Dvanáctý nejvýkonnější na světě. Tak rychlý by byl ostravský superpočítač IT4 Innovations (IT4I) ve světových žebříčcích, pokud by pracoval již dnes. „Ale než bude IT4I kompletně osazeno všemi 30 tisíci jádry, instalovaný hardware samozřejmě trochu zestárne. Naším cílem je v roce 2015 patřit do první stovky v Top500. Původně jsme pokukovali po první padesátce, ale vývoj je skutečně velmi rychlý,“ řekl ČESKÉ POZICI profesor Ivo Vondrák, rektor Vysoké školy báňské v Ostravě (VŠB). Spolu s ní připravují nejrychlejší počítač v regionu Ostravská i Slezská univerzita, VUT v Brně a Ústav geoniky Akademie věd ČR.

Extrémní petaflopsový výkon využijí klimatologové, matematici, ale i průmyslČervnový podpis eurokomisaře, jak ČESKÁ POZICE jako první informovala, přinesl jistotu evropské dotace 1,8 miliardy korun. Počítač, který má svůj extrémní petaflopsový výkon poskytovat klimatologům, matematikům, průmyslu, ale třeba i státní správě při modelování povodňových situací, čekal ještě na formální „národní rozhodnutí", ale budování IT4I již běží naplno. Stavba potřebného objektu započne zřejmě příští rok na jaře.

„Zřídili jsme nové centrum formou vysokoškolského ústavu, neboť počítač patří mimo fakulty; zajišťujeme personální i vědecké obsazení. Brzy se rozeběhnou výběrová řízení - tím největším bude nákup 4000 jader pro vznik malého clusteru, který by měl mít výkon 70 teraflops. Nejpozději v roce 2013 bychom na něm chtěli počítat,“ dodává profesor Vondrák, vzděláním informatik a duchovní otec projektu.

Superpočítač o dvou fázích

Centrum počítačové excelence vznikne ve dvou etapách. I onen zmiňovaný „malý cluster“ by v žebříčích high-performance computingu (HPC) opanoval 139. světovou pozici. O dva roky později jej doplní velký cluster s hlavním výkonem. Zařízení pak bude schopno provést trilión operací za sekundu, což o řád převyšuje možnosti současných nejvýkonnějších počítačů v Česku, jimž by tak složité výpočty trvaly týdny. Podle informací ČESKÉ POZICE jsou do plného spuštění IT4I v tuzemsku nejvýkonnější tyto systémy, jak jsme již detailně popisovali:

Nač tolik čipů? Jaké najdou uplatnění? Kromě úzké spolupráce IT4I s klimatologickým projektem CzechGlobe se rýsují další modely pro monitoring stavu ovzduší nebo ekohavárie. Pro záchranné sbory poslouží povodňové předpovědi (program Floreon), jež mohou v předstihu vypočíst místa, která budou zasažena. „Jsme schopni říci, které domy budou v ohrožení,“ tvrdí Vondrák. Ostravský „megakomp“ najde též využití v průmyslu při hledání optimálních tvarů strojních součástí, ve farmacii a biomedicíně při zkoumání nových léčebných metod a v dopravě při modelování dopravních situací.

Zatím nejbližší „superkalkulačka“ je vědcům k dispozici v polské Poznani, kde je využívána k úlohám při výzkumu genomu, modelování jaderných výbuchů nebo analýzách dat z částicových urychlovačů. Právě s Poláky i Finy se Ostravští chystají úžeji spolupracovat v organizaci PRACE; v IT4I by mělo pracovat asi 200 výzkumníků, mimo jiné i z Kanady či Norska.

Chystané středisko by mělo nabízet tři druhy výstupů:

• IT4People: bude se zabývat využitím IT přímo pro společnost - ať už jde o disaster management v rámci přírodních pohrom, o řízení dopravy nebo simulace pro oblast finančnictví.
• SC4Simulations: má využít výpočetní kapacitu pro průmyslové aplikace a modelování - třeba v oblasti nanotechnologií, jimiž se zabývají týmy Pavly Čapkové a Jaromíra Pištory.
• Theory4IT: tento segment jde nejblíže k základnímu výzkumu, klade důraz na metody, jako jsou teorie mravenišť či fuzzy modelace.

Počítačová Mekka

Ovšem každá „legrace“ něco stojí. I v Ostravě si budou muset část prostředků na výzkum vydělat. Podle Vondráka se počítá s využitím padesáti procent kapacity IT4I pro interní účely, 20 procent výpočetního výkonu bude na základě grantové soutěže otevřeno dalším akademickým ústavům v Česku - počítá se se zapojením Západočeské univerzity i pražského ČVUT. A kde je zbývajících 30 procent? Se zbylou kapacitoi je pamatováno na projekty „národního významu“, jako je klimatologický CzechGlobe, který si pro svůj program Aladin předsmlouval v Ostravě i potřebný hardware.

IT4 Innovations počítá se zájmem průmyslu. Letters of intent čili doklady o spolupráci doložila řada firem: holding Vítkovice, Bonatrans, Autopal, ale i menší firmy z regionálního IT clusteru, jako je třeba Kvados. V okolí rodící se české počítačové Mekky by se mohly rodit i nové byznysy a hi-tech průmysl; očekávání jsou velká. „Přináší to změnu průmyslu a struktury hospodářství celého kraje. Je to nový průmysl, který neznečišťuje životní prostředí. Od starého proto můžeme pomalu upouštět,“ uvedl pro ČTK ostravský primátor Petr Kajnar.

„Superpočítač by měl v současnosti pokrývat výpočetní potřeby České republiky. A i do budoucna se počítá s rozšířením IT4I, takže myslím, že by stát neměl mít potřebu budovat další superpočítače, jen aby měl někde každý svůj. Prostor pro rozvíjení tu máme,“ říká rektor Vondrák. Vysoká škola báňská si již dnes vydělá výzkumem 445 milionů korun ročně, přičemž 130 milionů získává z průmyslové spolupráce. Zhruba stejnou částku potřebuje ročně vydělávat IT4I, což by vzhledem ke špičkovému hardwaru neměl být problém.

Rychle stárnoucí železo?

A co výtky vědců z jiných oborů, kteří s úšklebkem říkají, že se v IT4 Innovations nakoupí jen drahé „železo“, které za pár let zastará? „Superpočítač nakupujeme ve dvou fázích - v roce 2012 a pak 2014 -, takže na konci projektu v roce 2015 budeme mít stále ,velmi mladý“ superpočítač,“ řekl ČESKÉ POZICI projektový manažer IT4I Martin Duda.

Klíčové bude, co se bude dít v letech 2017 a 2018, kdy skončí asi tříletá morální životnost superpočítače. „I potom bude takovýto superpočítač dobře sloužit pro řešení výzkumných úkolů vyžadujících - v té době - ,méně náročné“ výpočetní úlohy. Abychom však drželi úroveň nastavenou v projektu, tedy výpočetní kapacity na úrovni evropských superpočítačových center, budeme muset hardwarové vybavení aktualizovat. Náklady s takovou aktualizací spojené budou ale podstatně nižší v porovnání s výdaji na vlastní pořízení superpočítače,“ míní Duda.

A jak dodává, žádný superpočítač pro výzkumné potřeby není zcela samofinancovatelný a na jeho obnovu přispívají vlády i jinde. Že by IT4I nemělo prokázat svou užitečnost, se Vondrák neobává: „Zpočátku se kritici ptali, jakou najdeme pro počítání náplň. Do IT4 Innovations bylo vloženo pět let práce, a nové nabídky stále přicházejí. Nyní představíme své možnosti i v kanadském Waterloo na Czech Technology Days.“

O autorovi

Martin Rychlík
Redaktor ČESKÉ POZICE. Vzděláním etnolog a teoretik kultury. Kromě vědecké dráhy – mimo jiné přednáší antropologii umění na Filozofické fakultě Univerzity Karlovy – se etabloval též jako novinář a autor dvou knih. Pracoval v ČTK a v týdeníku Euro, spolupracuje rovněž s Lidovými novinami, magazínem Koktejl nebo stanicí ČRo Leonardo. Publicisticky se orientuje na oblast vědy a vzdělávání.