Šéf IT4Innovations: Nezávislost na mimoevropském trhu je pro Evropu zásadní

Ohromné možnosti. Právě to dává české vědě, výzkumu i firmám Národní superpočítačové centrum IT4Innovations, ve kterém teď technici Hewlett Packard Enterprise instalují nejvýkonnější český superpočítač Karolina. Ředitel centra Vít Vondrák v rozhovor přibližuje, proč má smysl investovat do ještě výkonnějších systémů – mluví o budování nejvýkonnějšího evropského systému ve Finsku i o tom, že kapacity všech jsou otevřené i firemním projektům.

IT4Innovations se v tomto roce bude moct pochlubit nejvýkonnějším superpočítačem v ČR. Bude ambice tlačit na výkon i dál? Kam to může růst? 

Výkon superpočítačů se neustále vyvíjí a roste, což jde ruku v ruce i s úlohami, které se na nich řeší. Kladou na výkon počítačů stále vyšší nároky, a ty se proto musí těmto požadavkům přizpůsobovat. V současnosti přesahuje výkon nejvýkonnějšího superpočítače světa 500 PFlop/s, což je 500×10¹⁵ operací za sekundu. Aktuálně je celosvětovou metou dosažení 1 ExaFlop/s, tj. 10¹⁸ operací za sekundu. Ta by měla být překonána v nejbližších letech. My samozřejmě nemůžeme zaostávat za okolním světem, a proto chceme české výzkumné komunitě i průmyslovým partnerům poskytovat přístup k superpočítačům srovnatelným s těmi v zahraničí. Proto ihned po instalaci superpočítače Karolina zahájíme výběrové řízení na nový systém, který nahradí ten s označením Barbora a jehož instalaci plánujeme na rok 2023. Pořizování nových strojů plánujeme každé dva roky, přičemž každé čtyři roky to budou ty nejvýkonnější systémy, jako byl Salomon a nyní Karolina. Jejich výkony budou sledovat aktuální celosvětové trendy tak, aby obdobně jako jejich předchůdci patřily mezi 40 nebo alespoň 50 nejvýkonnějších superpočítačů na světě. Současně se chceme podílet na budování těch nejvýkonnějších superpočítačů v rámci infrastruktury Evropy, jak je tomu v případě finského superpočítače LUMI, a zajistit tak českým uživatelům přístup k těmto světově jedinečným zařízením.

Proč je potřeba tak velký výkon?

Superpočítače mají široké uplatnění ve vědě i v průmyslu. Využívají se všude tam, kde by byl experimentální výzkum či vývoj prakticky nemožný, velmi nákladný či nebezpečný, nebo kde by výpočty na standardních počítačích trvaly velmi dlouhou dobu. Nasazují se pro navrhování nových materiálů i výrobků, vývoj léků, plánování chirurgických zákroků, předpovědi počasí a modelování klimatických změn, optimalizaci výrobků i výrobních procesů nebo výzkum termojaderné fúze. V průmyslové praxi je důležitá například technologie digitálních dvojčat, tj. vytvoření virtuálního modelu reálného zařízení či jiné fyzické entity (např. vodní turbíny nebo výrobní linky), na němž lze simulovat jejich fungování, či komunikaci mezi dílčími částmi, což pomáhá optimalizovat provoz či odhalit případné nedostatky před uvedením do provozu. Superpočítače usnadňují pochopení komplikovaných systémů a umožňují předpovědět jejich další vývoj.

Podílíte se také na budování finského superpočítače. Jak jste se k takové spolupráci dostali?

Je pro nás obrovskou ctí, že se můžeme podílet na největším počinu v oblasti supercomputingu v historii Evropy.  To, že jsme byli přizváni do konsorcia deseti evropských zemí, které se dohodly na společném vybudování největšího superpočítače v Evropě, je výsledkem naší dlouhodobé intenzivní práce v této oblasti. Angažujeme se totiž v celoevropském podniku EuroHPC, a spolupracujeme tak s dalšími superpočítačovými centry Evropy, zejména pak s finským CSC, které je lídrem celého konsorcia LUMI. My se podílíme na všech jeho aktivitách coby členové řídících i pracovních skupin a budeme se podílet i na uživatelské podpoře a vzdělávacích aktivitách, které budou pomáhat efektivně toto jedinečné zařízení využívat.

O kolik napřed je avizovaný finský superpočítač před tím českým, a proč je potřeba mít tak výkonné zařízení? V čem českým vědcům nestačí ten váš?

Superpočítač Karolina, nejvýkonnější superpočítač v Česku, bude mít výpočetní výkon 15,2 PFlop/s, a předběhne tak náš dosud nejvýkonnější systém více než sedmkrát. Oproti tomu superpočítač LUMI, který bude zprovozněn ve finském Kajaani, bude mít výkon neuvěřitelných 550 PFlop/s, tedy 36x vyšší než Karolina. LUMI tak bude na polovině cesty k superpočítači, který dosáhne tzv. exascalové úrovně, bude představovat absolutní světovou technologickou špičku. Osobně jsem velmi rád, že můžeme jeho výpočetní zdroje nabízet i našim uživatelům, tedy těm, jejichž výzkum vyžaduje využití tak velkého výpočetního výkonu, na který naše kapacity nestačí. Přístup k superpočítači LUMI dává našim největším uživatelům prostor získat potřebné kapacity, možnost využít nejmodernějších technologií, a zvýšit tak svou konkurenceschopnost na mezinárodním poli.

Týká se vás i vývoj nového evropského procesoru. O co jde a co to přinese?

V iniciativě EPI (European Processor Initiative), která se přímo zabývá vývojem nového evropského procesoru, zatím přímo zapojeni nejsme. Budeme se ale podílet na vývoji prototypu exascalového superpočítače, který bude právě nový evropský procesor využívat. Naše expertíza se totiž více uplatní právě v této oblasti. Vývoj vlastního evropského procesoru je pro Evropu zcela zásadní a důležité strategické rozhodnutí. Vlastnit licenci na procesor totiž umožňuje do budoucna vyvíjet evropské superpočítače nezávisle na USA, Číně či Japonsku. Dosud jsme tak činit nemohli, neboť jsme byli závislí právě na rozhodnutí o dodávce této klíčové komponenty. Případná embarga nebo další celní zatížení by nás (Evropu) stavěla do velmi problematické situace. Přitom se nejedná jen o superpočítače. Vývoj nového evropského procesoru se samozřejmě týká i běžných počítačů či průmyslových komponent, jako jsou například robotické systémy či řídicí jednotky automobilů. Nezávislost na mimoevropském trhu je v tomto ohledu pro evropskou ekonomiku zásadní.

To už se dotýkáme spolupráce výzkumu a vývoje s firmami. Jak by podle vás měla vypadat, aby byla funkční?

K tomu je potřeba v první řadě určitě říct, že kvalita spolupráce s firmami se jednoznačně zlepšuje. Postupně dochází k lepšímu porozumění, čím může univerzita firmám přispět a naopak. Budování důvěry hodně napomáhá možnost různých dotačních podpor na realizaci projektů tzv. kolaborativního výzkumu našeho centra s firmami, které se zabývají výzkumem a vývojem. Může to znít jako klišé, ale na naší straně považuji za největší překážku legislativu a byrokracii, které se váží na podmínky fungování veřejného subjektu financovaného převážně z dotačních prostředků. V tomto ohledu neustále hledáme cesty, jak pro zájemce z aplikační sféry přístup k našemu know-how zjednodušit a zatraktivnit. Konkrétně mám na mysli zpřístupnění naší infrastruktury i služeb za cenově zvýhodněných podmínek. Proto plánujeme implementaci podpůrných mechanismů, třeba v podobě Digitálního inovačního hubu Ostrava, které by primárně měly oslovit zájemce z řad malých a středních podniků.

Jak vnímáte přínos vašeho superpočítačového centra pro severomoravský region? Nedívali se na vás zpočátku jako na blázny, co to vlastně budujete?

Naši tehdejší kritici poznamenávali, že chceme něco stavět na „zelené louce” a v podstatě měli pravdu. V roce 2013 jsme kontejnery, ve kterých byl umístěn superpočítač Anselm, opravdu postavili na zelenou louku. Dnes se dívám na impozantní budovu perfektně vybaveného superpočítačového centra mezinárodní úrovně, ve které nachází uplatnění uznávaní odborníci, kteří stojí za prestižními národními i mezinárodními výzkumnými projekty a více než stovkou projektů spolupráce s aplikační sférou – třeba s Evropskou kosmickou agenturou ESA, společnostmi Siemens, Janssen Pharmaceuticals, Doosan Škoda Power, T-Mobile a dalšími. Naše centrum však pomohlo i řadě firem působících přímo v regionu: třeba BORCAD, Invent Medical či K2 Atmitec. Díky našim výzkumným a inovačním aktivitám se moravskoslezský region, město Ostrava, ale i celá Česká republika dostala na seznam špičkových IT center Evropy.

A jak vlastně vy sám vnímáte roli technologií v životě?

Považuji je za klíčové pro rozvoj celé naší společnosti. Jsme poměrně malá země a myslím, že bychom se právě proto měli zaměřit na tzv. high-end technologie, mezi něž IT technologie patří. Vidím v tom pro naši zemi velkou příležitost. Myslím si totiž, že si v porovnáním s jinými evropskými zeměmi nestojíme vůbec špatně. Je ale třeba své úsilí do této oblasti více soustředit a podporovat rozvoj digitalizace. Je to určitě v lidech, v jejich znalostech, vůli a nasazení investic. Jsme v tom ale asi trochu konzervativní. Proto je třeba začít vychovávat ve školách novou generaci, která bude jasně chápat, co se pod pojmem digitalizace rozumí, a bude vybavena odpovídajícími znalostmi. V tom jsem však trochu skeptický – máme na to připraven dostatek vhodných učitelů a je na to připraven celý vzdělávací systém, včetně vzdělávání pedagogů? Není to totiž jen o navyšování hodin IT předmětů, ale hlavně o zvyšování digitálních dovedností v ostatních oborech včetně humanitních a společenských. Bude to vyžadovat zásadní zásah do celého vzdělávacího systému.