Prenumeruokite laikraštį „Galvė“ antram šių metų pusmečiui. Kaina 25 eurai.  

Superkompiuteris – naujos galimybės ne tik mokslui, bet ir smulkiam verslui

Vilniaus šiluminės elektrinės instaliuota elektros energijos galia būtų tik tokia, kokia reikalinga galingiausiam pasaulio JAV superkompiuteriui Summit. Iš to aišku, kad net ne kiekviena didžiausia Lietuvos elektrinė būtų tinkama galingiausiems pasaulio superkompiuteriams. Visgi, vienas superkompiuteris yra Vilniaus universitete, tiksliau Fizikos fakultete, kuris galingiausias Lietuvoje. Superkompiuteris, pavadinimu „Fizika 2000“, pastatytas per 2 etapus: 2006 ir 2011 metais. Per 2 etapą jo našumas buvo padvigubintas ir galų gale jame yra beveik 4 tūkst. branduolių. Šiuo metu planuojama praplėsti dar, kad būtų maždaug 10-20 kartų galingesnis nei dabartinis.

Superkompiuteris – kas tai?

Superkompiuteriai, dar dažnai vadinami kaip HPC,  tarpusavyje lyginami mokslinių skaičiavimo našumo matavimo vienetu flops. Superkompiuteriu paprastai vadinamas toks kompiuteris, kuris yra bent 1000 kartų greitesnis už tą, kurį visi naudoja kasdieniniam darbui. Kiekvienas superkompiuteris yra unikaliai pagamintas pagal standartizuotus principus.

Nuo galingiausio pasaulio kompiuterio lietuviškasis gerokai atsilieka

„HPC Saulėtekis“ superkompiuterio realus našumas yra 25,7 TFlops, kai galingiausias pasaulio superkompiuteris Summit yra 1000 kartų greitesnis. Kad suprastume, kiek tai operacijų, tai jeigu giga– yra milijardas,  tai tera- yra 1000 milijardų. Visgi vien skaičiavimo neužtenka ir skaičiuojamus duomenis reikia kažkur saugoti. Tokia saugojimo vieta yra komputerio atmintis RAM, kurios „Fizika 2000“ turi 15 TB, diskinės talpos – 300 TB.

Superkompiuteris – įkaitintų net pirtį

Kiek reikia suvartoti elektros galios procesoriui, tiek reikia jos ir atšaldyti. Kaip ir įprastame kompiuteryje yra procesorių vėdinantys ventiliatoriai, taip jie yra reikalingi ir superkompiuteryje. Skirtumas tik toks, kad jeigu turime 1000 branduolių, tai ir šiluma generuojama atitinkamai. Jeigu patalpa, kurioje yra „HPC Saulėtekis“ nešaldoma, ji įkaista nuo 20 iki 35 laipsnių per pusvalandį. Patalpos šaldymas šiais laikais nebėra vienintelė problema. Stengiamasi išnaudoti lauko temperatūrą, tiksliau temperatūrų skirtumą, bei patį šaldymą priartinti kuo arčiau procesoriaus. Karšto vandens principu pagrįsta technologija remiasi tuo, kad vanduo tiekiamas tiesiai prie procesoriaus ir todėl ypač efektyviai  panaudojama elektros energija, dar didesnis naudingumas – kai vandens temperatūra skiriasi nuo procesoriaus tik 1 ar 2 laispniais.  Taip galima sutaupyti nuo 10 iki 5 procentų superkompiuterio sunaudojamos elektros energijos. Kadangi vasarą Lietuvoje 40 laipsnių lauke pasitaiko labai retai, tai reiškia, kad šaldyti lauko temperatūrą įmanoma visus metus.

Superkompiuteriai aiškinasi, kodėl pomidoras raudonas

Fizikos fakulteto superkompiuteriu paprastai naudojasi įvairių sričių mokslininkai, o ypač dažnai kvantinės fizikos, kvantinės chemijos, astrofizikos sričių mokslininkai. Skaičiuojami Paukščių Tako paskutinio aktyvumo epizodai, vykę prieš 6 mln. metų, tiriamos naujos medžiagos, tarp jų ir grafenas, jų savybės, aiškinami fundamentiniai klausimai, kaip ir kodėl akis mato spalvas, kodėl pomidoras raudonas ir kaip galima valdyti atspalvius, kokia būtų nauda, jeigu turėtume maistinius dažus, gerinančius mūsų sveikatą.

Ką skaičiuoja pasaulio galingiausi superkompiuteriai? Labai daug dėmesio skiriama farmacijos problemoms spręsti. JAV galingiausias superkompiuteris Summit kaip tik ir demonstravo,  kaip našiai gali skaičiuoti  dideles biomolekules (buvo pasiekti egzaoperacijų eilės našumai). Tokiais skaičiavimais remiasi žmogaus genomo projektas, kuriame tiriami DNR sekų pokyčiai įvairiems organizmams ir jų sveikatos būklės, norint įvertinti reakciją į gydymą ar vaistus. Nagrinėjama elektrinių laukų įtaka, nes elektriniai laukai traukia jonus ir DNR per MspA nanoporą ir pan. Superkompiuteriai taip pat naudojami automobilių, naftos pramonėse, orų prognozei, dideliems duomenims apdoroti.

Kaip panaudojamas lietuviškas superkompiuteris

Superkompiuteris „Saulėtekis HPC“ jau prisidėjo prie daugelio įvairių verslo tipo taikomųjų uždavinių sprendimo paieškos: LRT vaizdo archyvų perkodavimo, hidrometeorologinių paketų testavimo, Lietuvos banko duomenų modeliavimo. Pavyzdžiui, LRT vaizdo archyvams reikėjo fiziškai pervežti dalį diskų masyvų, o JAV yra netgi toks verslas, kur duomenys pervežami vilkikais iš vieno duomenų centro į kitą. Toks duomenų pervežimas vilkikais, net jei kelionė užtrunka kelias dienas, yra daug greitesnis nei perdavimas internetu, kai duomenys skaičiuojami petabaitais. VU superkompiuteris taip pat dalyvavo kobernetinio saugumo pratybose „Kibernetinis skydas 2016“, t. y. superkompiuterių infrastruktūra leidžia modeliuoti kibernetinių incidentų procesų valdymą. Superkompiuteriu buvo susidomėję ir filmų kūrėjai, bet prireikė didesnio pajėgumo.

Nuotraukos: http://www.supercomputing.ff.vu.lt/?page_id=290

 

Specialiai „Galvei“ doc. dr. Mindaugas Mačernis

Fizikos fakultetas, Vilniaus universitetas