Najjače hrvatsko superračunalo, nazvano Supek, prvo petaskalarno računalo u Hrvatskoj ostvareno tehnologijom HPE Cray s ukupno 8384 procesorske jezgre i 81 grafičkim procesorom, s 32 TB radne memorije, koje daje snagu od 1,25 PFLOP/s, predstavljeno je javnosti potkraj ožujka ove godine.
Superračunalo Supek na raspolaganju je korisnicima kojima treba računalstvo visokih performansi (high-performance computing ili HPC), koji izvode aplikacije s vrlo visokim zahtjevima za performansama i kapacitetom različitih računalnih resursa – procesorskih jezgri – ubrzivača poput grafičkih procesora, radne memorije, spremišta te mrežne povezanosti.
Nastalo je u sklopu nacionalnoga strateškog projekta ‘Hrvatski znanstveni i obrazovni oblak‘ (HR-ZOO) koji provode Sveučilišni računski centar (Srce) i partneri i u kojemu je izgrađena mreža od pet podatkovnih centara u četiri grada, čime su osuvremenjene i tehnološki usklađene dvije usluge – napredno računanje i virtualni podatkovni centri. Tim je superračunalom uspostavljena jedinstvena nacionalna zajednička e-infrastruktura za razvoj istraživačkih, inovacijskih i poslovnih kapaciteta znanosti i visokog obrazovanja u Hrvatskoj.
Za neke besplatno
Superračunalo je dobilo ime po hrvatskom znanstveniku, fizičaru i filozofu Ivanu Supeku i omogućit će velike tehnološke, kvalitetne i resursne iskorake usluga Srca. Primjerice, usluga naprednog računanja temelji se na dva resursa: superračunalu Supek i resursu za napredno računanje u oblaku Vrančić, a na resursu za virtualne podatkovne centre Štampar zasnovana je usluga virtualnoga podatkovnog centra koja omogućava izvođenje 1800 redundantnih virtualnih poslužitelja uz 10 PB diskovnog prostora. Sagrađena e-infrastruktura HR-ZOO-a povezana je s paneuropskim e-infrastrukturama i osigurava bolje povezivanje hrvatskoga visokoobrazovnoga i istraživačkog prostora s europskim.
Pravo pristupa Supeku dodjeljuje se za potrebe istraživačkih projekata financiranih iz javnih izvora za koje je najmanje pedeset posto sredstava osigurano iz državnog proračuna. To će superračunalo besplatno moći upotrebljavati i gospodarstvo, odnosno oni subjekti koji sudjeluju u projektima koji zadovoljavaju navedene kriterije.
Interes su pokazali korisnici HPC-a Srce – računalnog klastera Isabella, prema čijem je izvještaju iz 2022. najveći korisnik Institut Ruđer Bošković, zatim Institut za fiziku, Sveučilište J. J. Strossmayera u Osijeku, Farmaceutsko-biokemijski fakultet i Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Zagrebu, što znači da su zastupljeni HPC-ovi standardni veliki korisnici iz znanstvenih područja fizike, računalne kemije i biologije.
Zbog velike količine grafičkih procesora Supek je iznimno zanimljiv i istraživačima umjetne inteligencije (engl. AI), a u Srcu kao korisnike očekuju i ostale fakultete Sveučilišta u Zagrebu te one sa sveučilišta u Osijeku, Splitu i Rijeci. Korisnici superračunalu Supek pristupaju udaljenim mrežnim pristupom na dva pristupna računala: jednom s karakteristikama čvorova s procesorskim resursima i drugom s karakteristikama čvorova s grafičkim procesorima.
S pristupnih računala korisnici izvode svoje aplikacije na superračunalu s pomoću sustava za upravljanje poslovima PBS Professional. Koristeći se osobnim računalom, istraživači izvode kompleksne računske izračune. Novo superračunalo nije na svjetskoj rang-listi top 500 superračunala iako je zasnovano na jednakoj tehnologiji (Cray) kao i prvo, treće i osmo računalo na tom popisu objavljenom u studenome 2022. Rang-lista 500 najbržih superračunala na svijetu objavljuje se dvaput godišnje i svaki se put ulazni prag znatno povećava. Prema posljednjoj, onoj iz studenoga 2022., prag je 1,73 PFLOP/s, zato Supek, koji ima 1,25 PFLOP/s, ne može ući na nju.
Nije ni bio cilj doći na tu listu, nego izgraditi jedinstvenu, kompleksnu nacionalnu e-infrastrukturu gradnjom modernih podatkovnih centara u četiri grada povezanih širokopojasnim mrežnim kapacitetima te instalacijom naprednih računalnih, spremišnih i mrežnih resursa osuvremeniti i tehnološki unaprijediti računalne usluge Srca.
– Cilj izgradnje komponente superračunala nikada nije bio dolazak na listu top 500 najbržih superračunala s obzirom na dinamiku izmjena i zasnovanost na zadovoljavanju širokog spektra aplikacija, a ne dvije ili tri konkretne aplikacije oko kojih se gradi superračunalo. Ključ uspjeha superračunala jest u osiguravanju kvalitetne podrške korisnicima i instalaciji te optimizaciji znanstvenih aplikacija koje istraživači izvode na njemu – poručuju iz Srca.
Izrazito važni projekti
U Hrvatskoj već godinama postoji i superračunalo Bura, i to u Centru za napredno računanje i modeliranje (CNRM) Sveučilišta u Rijeci. U početku se upotrebljavalo samo za znanstvenoistraživački rad, ponajprije Sveučilišta u Rijeci, ali od 2021. u cijelosti je omogućen pristup i ostalim znanstvenicima i gospodarstvu. Upotrebljavaju ga automobilska i farmaceutska industrija, energetika, inženjerstvo, hidrotehnika, brodogradnja...
Ostvarena je suradnja s tvrtkama iz Hrvatske i Europske unije kao što su Rimac Automobili, Xellia, In silico, Kongsberg Maritime, Lürssen Design Center Kvarner, Hydrotec, BfG DE, Kolektor, Gecom... HPC Bura priprema se za prihvat podataka s jednog od najvećih teleskopa na svijetu, Opservatorija Vere C. Rubin (VRO). Za tu se namjenu oprema novom podatkovom infrastrukturom jer se očekuje priljev velike količine podataka, pa Bura postaje jedno od važnijih superračunala koja se primjenjuju u astronomiji.
– Pristup HPC-u Bura i projekti povezani s njime mogu se ugrubo svrstati u tri kategorije: znanstvenoistraživački projekti, strateški projekti suradnje Sveučilišta i njegovih sastavnica s gospodarstvom te komercijalna upotreba. Znanstvenoistraživački i strateški projekti s industrijom ubrajaju se u kategoriju projekata koji ostvaruju pravo na efektivno neograničen pristup HPC-ovim resursima.
Tu su izrazito važni projekti iz područja fizike, astrofizike i biokemije, biotehnologije i straživanja lijekova, kao i strateški projekti Sveučilišta – EDIH Adria i North Adriatic Hydrogen Valley. Suradnja i projekti s industrijom, ako su komercijalni, predvođeni Tehničkim fakultetom ili Centrom za napredno računanje i modeliranje Sveučilišta u Rijeci, najčešće uključuju i komercijalni zakup računalnoga kapaciteta, što je uobičajen pristup u većini svjetskih HPC-ovih centara. Područje primjene HPC-a Bura izrazito je raznoliko: od klimatologije, energetike, medicine i razvoja lijekova do fizike, digitalnih tehnologija i inženjerstva općenito.
Opće je ograničenje znanstvena podrška koju možemo pružiti, no ako ona nije nužna, pri čemu govorimo samo o pristupu resursima, projektna primjena nema ograničenja. Jedan od izrazito važnih partnera jest Institut Ruđer Bošković, koji za potrebe istraživanja ima osiguran računalni segment Bure – kaže voditelj službe u Centru za napredno računanje i modeliranje Sveučilišta u Rijeci Gordan Janeš.
Rad i rezultati Bure, ističe, rad su tima u kojem su i prof. dr. sc. Lado Kranjčević, koji je i voditelj CNRM-a i dekan riječkog Tehničkog fakulteta, te kolega s tog fakulteta Ante Sikirica. Među projektima koje su provodili ili se trenutačno provode su, primjerice, North Adriatic Hydrogen Valley, European Digital Innovation Hub Adriatic, European Digital Innovation Hub AI4HEALTH.Cro, Računalni model strujanja, poplavljivanja i širenja onečišćenja u rijekama i obalnim morskim područjima, National Competence Centres in the Framework of EuroHPC, Razvoj sustava kontrole i obrane luka od unosa stranih vrsta, Digital Empowering Through HPC Education, Autonomni sustav bespilotnih letjelica za traženje i spašavanje na moru, Dizajn katalitički aktivnih peptida i peptidnih nanostruktura, Razvoj modela za procjenu ponašanja materijala temeljenih na strojnom učenju… Prema Janeševim riječima, članovi CNRM-a, ustrojstvena jedinica koja upravlja radom HPC-a Bura te projektni partneri i suradnici publiciraju više od pedeset znanstvenih radova na godinu, od kojih čak pola u časopisima u kategoriji Q1.
Ključna uloga u istraživanjima
– HPC Bura, jedno od najmoćnijih superračunala u Hrvatskoj, imao je ključnu ulogu u potpori istraživanjima u hrvatskoj akademskoj zajednici i općenito gospodarstvu. Bura se upotrebljavala u različitim znanstvenim područjima poput astrofizike, biotehnologije, medicine, klimatologije, znanosti o materijalima te općenito u fizici i inženjerstvu.
Pridonijela je poboljšanju kvalitete istraživanja i razvoja u Hrvatskoj pružajući znanstvenicima i istraživačima visokokvalitetan i brz pristup računalnoj infrastrukturi koja omogućava izvođenje složenih simulacija, analiza i razvoj digitalnih modela. Imala je važnu ulogu i u potpori različitim industrijskim sektorima u Hrvatskoj, uključujući farmaceutsku, biotehnološku, energetsku, inženjersku i automobilsku industriju – kaže Janeš.
Što je jače
Pristup superračunalu, dodaje Janeš, omogućio je tvrtkama i organizacijama da brže i učinkovitije razvijaju nove proizvode i usluge, optimiraju proizvodne procese i smanje troškove. Nadalje, tim superračunalom koriste se i startupovi za ubrzanje razvojnih procesa i složene analize podataka. Jedan od primjera je startup In silico FSB-a Sveučilišta u Zagrebu. U trenutku puštanja u pogon HPC Bura bila je 441. superračunalo u svijetu, no zbog brza razvoja tehnologije HPC-a više nije na toj rang-listi.
– Iako je ove godine Srce pustilo u pogon novo superračunalo, klasterski dio najnovijega hrvatskog HPC-a, koji se temelji isključivo na procesorima, i dalje je manjih performansi od ekvivalenata klasterskog HPC-a Bura. S druge strane, novi HPC sustav Srca ima izrazito dobre perfromanse kod onih aplikacija koje se mogu koristiti GPU akceleracijom – objašnjava Janeš, dodajući da je dugoročni plan pronaći izvore financiranja ili partnere koji bi mogli osigurati sredstva za nabavu novog sustava koji će omogućiti Hrvatskoj da osigura svoje mjesto na rang-listi najbržih superračunala na svijetu te potaknuti i proširiti HPC u hrvatskim tvrtkama, posebice startupovima.