Data z ostravského superpočítače promluví do života každého Čecha - Enters

Data z ostravského superpočítače promluví do života každého Čecha

Nebude ničím nápadný, nebude světélkovat, na první pohled to bude zkrátka jen velká soustava železa a drátů. Ze superpočítače, který prozatím nese název EURO_IT4I (své jméno teprve dostane na základě právě probíhajícího hlasování veřejnosti) a Hewlett Packard Enterprise ho aktuálně instaluje v ostravském vědeckém centru IT4Innovations, budou ale padat data, které ovlivní život každého z nás. Ať už v podobě inovovaných technologií, bezpečnějších sedaček v městské hromadné dopravě nebo nových léků.

EURO_IT4I je v pořadí čtvrté zařízení, které bude v národním superpočítačovém centru při VŠB Technické univerzitě Ostrava pracovat. První s označením Anselm tady technici nainstalovali v roce 2013. Už jen při srovnání základních parametrů nejstaršího a nejnovějšího stroje je dobře vidět, jak se za sedm let změnila definice pojmu „super“.

Zatímco Anselm měl teoretický výkon 94 TFlop/s a rychlost sítě 40 Gb/s, stroj, který bude k dispozici již letos, bude mít 15,2 PFlop/s výkonu (rozdíl mezi TFlop a PFlop jsou tři řády!). Rychlost sítě pak narostla na 200 Gb/s. „Není to ale tak jednoduché. Stroje v Ostravě se od začátku dělí na takzvaný malý a velký cluster, tedy něco jako malý a velký superpočítač. Jejich konstrukce je podobná, rozdíl je v tom, že větší zařízení zvládne náročnější výpočty,“ vysvětluje Luboš Kolář z HPE, jeden z největších českých odborníků na téma high performance computing.

Malý a velký

Cluster Anselm patří do kategorie malých a loni ho v datovém centru IT4I doplnil jeho nástupce, výkonnější cluster Barbora. Nově budovaný superpočítač EURO_IT4I patří mezi ty velké a za pár měsíců doplní a výhledově vystřídá superpočítač Salomon z roku 2015. Dělení je dáno mimo jiné dostupností financování z veřejných a evropských rozpočtů. Systémy slouží primárně vědeckému výzkumu a ostravští vědci postupně navyšují výkonové parametry strojů v souladu s rostoucími požadavky řešených projektů a podle toho, jak úspěšní jsou při získávání projektového financování a dotací.

V Ostravě tedy od poloviny tohoto roku budou mít zařízení, které by se mělo zařadit mezi ty nejvýkonnější v Evropě. „Na zakázce pracujeme více než rok a poslední tři měsíce ji připravujeme velmi intenzivně. Superpočítač byl vyráběn a integrován ve výrobních závodech HPE a je v hlavní fázi instalace. Na místě je to práce pro tým několika specialistů přibližně na dva měsíce,“ přibližuje Kolář, co to znamená prakticky. Nebývá zvykem, že by si vědci podobná zařízení instalovali sami.

Superpočítač má přízvisko petaflopsový, to znamená, že množství operací, které zvládne zprocesovat za jednu vteřinu, se počítá v řádu deset na patnáctou. „Obecně na něj čeká spousta různých úloh z oblastí s velmi konkrétními a viditelnými dopady, což nás samozřejmě také při naší práci motivuje. Superpočítačové centrum je financováno úměrně tomu, jaké má reference – tedy jaké zakázky dostává, jaké vědecké práce a projekty jsou v něm „počítány“ a jaké mají jejich výsledky dopad, takže o to víc se musí snažit,“ naznačuje Kolář.

Pro vědce i firemní projekty

Podle mluvčí IT4Innovations Zuzany Červenkové se tady z 94 procent pracuje na projektech veřejných grantových soutěží a ze 6 procent na komerčních projektech. „Třikrát ročně vyhlašujeme soutěž, do které se může přihlásit kterýkoliv český výzkumník. Z předložených projektů jsou pak vybírány ty nejkvalitnější, které získávají požadovaný výpočetní čas,“ vysvětluje mluvčí. Národní superpočítačové centrum IT4Innovations ročně podpoří v průměru 150 výpočetních projektů z nejrůznějších vědních disciplín. Právě taková forma soutěže pak může za to, na jak různorodých projektech se tady pracuje.

Nejvýkonnější česká počítačová infrastruktura slouží především pro řešení úloh z oblasti materiálového inženýrství, chemie nebo biověd. Výpočetní systémy se využívají například k rozsáhlým datovým analýzám, ve virtuálním designu a k prototypingu. „Jako příklad je možné uvést modelování za účelem vývoje nových materiálů, léků, paliva pro jaderné elektrárny, zkvalitnění vybraných parametrů letadel, simulaci klimatu, studium planet v naší sluneční soustavě i mimo ni, vývoj nových technik pro ultrazvukové operace a stimulace mozku, optimalizace lithium-kovových baterií nebo výzkum termojaderné fúze,“ dává Červenková jeden konkrétní příklad za druhým.  V souvislosti s instalací nového výpočetního systému i s budoucími plány centra se navíc čeká také nárůst počtu úloh v oblasti umělé inteligence.

Úkol pro superpočítač: Jak se změnil pohyb lidí v době pandemie

IT4Innovations má statut digitálního inovačního hubu registrovaného Evropskou komisí. Snaží se tak napomáhat digitalizaci české společnosti. „Firmy si mohou výpočetní čas našich superpočítačů pronajmout nebo také využít odborné znalosti našich expertů. Nejčastěji to dělají subjekty ze strojírenství nebo informačních technologií. Díky tomu jsme už pomáhali s vývojem výpočetních modelů v oblasti hutního průmyslu, optimalizací chlazení elektromotoru a účinnosti čerpadel nebo vývojem vlakových sedadel,“ vyjmenovává Červenková. Další projekty se týkaly třeba řízení skladových zásob, aplikace rozsáhlých datových analýz a umělé inteligence nebo vývoje služby pro oblast hydrologického modelování.

Člověk ve svém každodenním životě pravděpodobně všechno nepostřehne. S jedním z výstupů práce superpočítačového centra se teď ale dostal do styku každý. Právě v něm se totiž analyzovala anonymizovaná data mobilních operátorů, podle kterých česká vláda sledovala účinnost epidemiologických opatření a toho, jak Češi na základě doporučení snížili svůj pohyb. Výsledky jsou dostupné veřejnosti v Atlasu mobility (https://atlas-mobility.danse.tech/pro-nev.html) s detailem po dnech ve všech krajích a městech nad 50 tisíc obyvatel.