Vilniaus universiteto (VU) Matematikos ir informatikos bei Fizikos fakultetų mokslininkai jau daugiau nei dešimtmetį naudojasi superkompiuteriais. VU, pasirašęs sutartis su UAB „Bull Baltija“ ir UAB „BAIP“ dėl naujo petaflopų skaičiuojamosios galios superkompiuterio įrengimo, žengia dar vieną žingsnį naujų galimybių link. Bendras superkompiuterių našumas įdiegus naujas sistemas padidės daugiau kaip 10 kartų, palyginti su dabar turimais ištekliais.

Platus mokslinių tyrimų spektras

Viena iš pagrindinių VU superkompiuterių tinklo LitGrid-HPC savybių – platus spektras sprendžiamų uždavinių ir IT vartotojų – nuo ypač didelių skaičiavimo resursų reikalaujančių fundamentalių ir taikomųjų mokslinių tyrimų uždavinių iki lanksčių debesų kompiuterijos galimybių, reikalaujančių itin kvalifikuotų informacinių technologijų specialistų. Itin aukšto našumo skaičiavimų infrastruktūra VU veikia atviros prieigos principais ir yra prieinama ne tik VU bendruomenės nariams, bet ir Lietuvos įmonėms, startuoliams ar valstybinėms institucijoms.

Atsiveriančias naujas galimybes pabrėžia ir Fizikos fakulteto dekanas prof. Juozas Šulskus: „Fizikos fakultetas yra vienas iš „moksliškiausių“ VU fakultetų. Čia vykdomi pasaulinio lygio eksperimentiniai, technologijų tyrimai ir fundamentalieji teorinio modeliavimo darbai. Daugeliui šių darbų yra būtini aukšto našumo superkompiuterio skaičiavimai. Tai pirmiausia „tradiciniai“ su Fizikos fakulteto tematika susiję medžiagotyros, molekulių struktūrų ir procesų molekulinėse sistemose, spektrinių molekulių sistemų savybių modeliavimo darbai. Fizikos fakulteto superkompiuterio dalis ir programinė įranga yra pritaikyta šiems uždaviniams, reikalaujantiems kuo didesnio procesorių skaičiaus ir labai didelės operatyviosios atminties.“

Be VU mokslinių projektų, naudojantis superkompiuteriu taip pat vykdomi CERN ir VU bendradarbiavimo projektai, Vilniaus Gedimino technikos universiteto mokslininkų kuriamų lygiagrečiųjų algoritmų plėtojimo darbai, Vytauto Didžiojo universiteto biochemikų projektai. „Taip pat ekonomistų statistiniai ekonometriniai modeliavimo darbai ir astrofizikiniai žvaigždžių atmosferų ir stebimų žvaigždžių savybių modeliavimo darbai. Džiugu, kad yra mažų aukštųjų technologijų įmonių, kurioms taip pat būtini nauji superkompiuterio resursai ir kurios galės pasinaudoti EuroHPC kompetencijos centro teikiamomis paslaugomis“, – pasakoja prof. J. Šulskus.

Svarbūs atnaujinimai ir didesnė galia

Pasak profesoriaus, numatomas atnaujintos bendros sistemos našumas bus ne mažesnis kaip 0,5 Pflops, o bendra operatyvioji atmintis vienam uždaviniui – daugiau nei 50 TB. Nauja superkompiuterio sistema leis vienam uždaviniui spręsti panaudoti iki 0,3 PFlops našumo skaičiuojamosios galios, be to, sistemoje numatyta daugiau kaip 0,2 Pflops našumo GPU posistemė, leisianti VU mokslininkams atlikti tyrimus kuriant mašininio mokymosi, dirbtinio intelekto metodus praktiniams uždaviniams spręsti.

„Našiųjų skaičiavimų poreikis šiuo metu yra itin išaugęs mašininio mokymosi, didžiųjų duomenų analizės, dirbtinio intelekto taikymo srityse. Matematikos ir informatikos fakultete šiuo metu mokslinius tyrimus minėtose srityse aktyviai vykdo Duomenų mokslo ir skaitmeninių technologijų bei Informatikos institutų tyrėjų grupės. Didėjant vykdomų tyrimų tarpdiscipliniškumui, augant analizuojamų duomenų kiekiui, atsiranda poreikis naudoti itin didelę skaičiuojamąją galią turinčius skaičiavimo mazgus, grafinius skaičiavimų procesorius“, – teigia Matematikos ir informatikos fakulteto prodekanas doc. Povilas Treigys.

Anot doc. P. Treigio, tai ypač aktualu mokslininkams, kurie dirba didžiųjų duomenų analitikos, vaizdo, garso analizės srityse, kurdami, pavyzdžiui, bepiločių orlaivių orientavimosi erdvėje, piktybinių darinių atpažinimo histologiniuose vaizduose algoritmus, analizuodami eismo srautinius duomenis, kad būtų galima aptikti anomalijas juose, tirdami kibernetines atakas ar vykdydami bendrus eksperimentinės plėtros tyrimus su Lietuvos kariuomene, dalyvaudami įvairiose NATO programose, bendradarbiaudami su Finansinių nusikaltimų tyrimų tarnyba tiriant nusikaltimus, sietinus su blokų grandinėmis ir kriptovaliutomis, ar aiškinantis galimus pinigų plovimo atvejus.

„Esamų skaičiuojamųjų resursų atnaujinimas ir grafinių skaičiavimo procesorių pasiūlymas Matematikos ir informatikos fakulteto bendruomenei leis plėtoti priešakinius mokslinius tyrimus, užtikrins sąlygas rengti doktorantus ir ateities mokslininkus, kartu su verslo įmonėmis kurti ir diegti inovacijas“, – sako doc. P. Treigys.

Naujos galimybės mokslui ir verslui

„Kaip didžiausi Europos superkompiuterių gamintojai, mes didžiuojamės, kad prisidedame prie Lietuvos ir jos tyrimų bei akademinės bendruomenės konkurencingumo. Mūsų naujasis „BullSequana“ superkompiuteris apima naujausias procesorių ir greitintuvų architektūras, joms suteikia daugiau skaičiavimo galios. Dėl dirbtinio intelekto „BullSequana“ praplečia HPC modeliavimo galimybes ir padeda vartotojams peržengti tradicinio modeliavimo ribas“, – sako UAB „Bull Baltija“ (Atos įmonių grupė) verslo plėtros vadovė Jolanta Kručelienė.

UAB „BAIP“ generalinis direktorius Gytis Umantas džiaugiasi galintis prisidėti prie giliausias tradicijas Lietuvoje turinčios mokslo institucijos veiklos modernizavimo. „VU Matematikos ir informatikos fakulteto skaičiavimo centre įdiegsime ir integruosime pačias moderniausias pasaulinių gamintojų ateities technologijas. Įdiegtas sprendimas neabejotinai suteiks VU konkurencinį pranašumą tarp pasaulio mokslo įstaigų. Įgyvendinus šiuos sprendimus, mokslininkams ir studentams atsivers visiškai naujos, iki šiol Lietuvoje neprieinamos mokslinės tiriamosios bei taikomosios kūrybinės veiklos galimybės.

Tikėtina, kad modernus, universalus, aukščiausius pasaulinius standartus atitinkantis centras ateityje pritrauks ir jaunus, ir gilias tradicijas turinčius, pažangius, kūrybiškus bei inovatyvius Lietuvos verslus. Naudodamiesi pažangiausiomis technologijomis jie kurs naujus produktus, paremtus dirbtiniu intelektu, vykdys sudėtingus taikomuosius didelės imties skaičiavimus bei modeliavimus. Taigi atsivers labai plačios, modernios veiklos plėtros galimybės tiek Lietuvos mokslui, tiek verslams“, – sako G. Umantas.

Organizacija BAIP pasaulyje jau yra įdiegusi klimato kaitos tyrimams bei modeliavimui skirtus aukšto našumo telkinius šešiolikoje šalių: „Sukauptą patirtį ir žinias pritaikysime savo šalyje, taip prisidėsime prie savo šalies mokslinės ir taikomosios kūrybinės veiklos modernizacijos. Tai yra didžiulė garbė kiekvienai brandžiai organizacijai.“

Lietuva taps Europos superkompiuterių tinklo nare

0,5 Pflops VU superkompiuteris atveria naujas galimybes ne tik Lietuvos mokslininkams, bet ir Lietuvai dalyvauti tarptautinėse organizacijose. Turimų resursų pagrindu Lietuva šį rudenį ketina tapti Europos superkompiuterių tinklo (EGI) nare. Šis tinklas vienija daugiau kaip 1 mln. skaičiavimo branduolių superkompiuterių resursus. Pagal poreikį VU planuoja iki 30 proc. našiųjų skaičiavimų resursų skirti EGI infrastruktūrai. Savo ruožtu Lietuvos tyrėjai ir kompanijos įgis galimybę pasinaudoti unikaliais EGI tinklo resursais, dalyvauti bendruose projektuose vykdant tyrimus ar atliekant skaičiavimus.

Dėl naujo VU superkompiuterio Lietuva jau tapo Europos projekto EuroHPC nare. Įdiegus planuojamas EuroHPC superkompiuterių sistemas, pagal skaičiuojamųjų resursų galią Europa taps lygiaverte partnere Jungtinėms Amerikos Valstijoms ir Kinijai, o Lietuvos tyrėjai galės naudotis artimo 1 exascale našumo bendrais Europos teikiamais resursais, taip pat plėtodama kvantinio kompiuterio technologijas.

Galimybė įgyti žinių apie superkompiuterius – Vilniaus universitete

Dėl turimų superkompiuterių resursų ir kompetencijų VU, kaip Lietuvos atstovas, šiemet prisijungė prie bendro Europos kompetencijos centro (EuroHPC-cc). Visas Europos šalis apimančio EuroHPC-cc projekto tikslas – suformuoti bendrą Europos superkompiuterių kompetencijos centrą, jungiantį EuroHPC projekto preexascale kompiuterius, šiuos resursus naudojančius pramonės atstovus, tyrėjus.

Vykdant projektą ypač siekiama teikti paslaugas ir perduoti aukšto našumo skaičiavimų technologijas vidutinio ir smulkaus verslo aukštųjų technologijų įmonėms. Šiuo metu superkompiuterių technologijų žinių ir jų panaudojimo įgūdžių galima įgyti studijuojant visose VU Matematikos ir informatikos fakulteto informatikos ir matematikos studijų krypties programose ir Fizikos fakulteto Kompiuterinės fizikos ir modeliavimo studijų programoje.

Vilniaus universiteto superskaičiavimų infrastruktūra atnaujinama įgyvendinant projektą „Lietuvos GRID ir našių skaičiavimų tinklas (LitGrid-HPC)“ (Nr. 01.1.1-CPVA-V-701-08-0004), finansuojamą Europos Sąjungos struktūrinių fondų Europos regioninės plėtros fondo lėšomis.