Prometheus – czy niesie ogień ?
Prometheus – od 2015 roku najszybszy superkomputer w Polsce, zainstalowany w Akademickim Centrum Komputerowym Cyfronet AGH, sześciokrotnie znalazł się wśród stu najszybszych superkomputerów świata. Jest wykorzystywany do naukowych obliczeń wielkiej skali, modelowania wieloaspektowego, równoległego przetwarzania potężnych zbiorów danych i obliczeń sztucznej inteligencji. O zapotrzebowaniu nauki na moc obliczeniową świadczy to, że maszyna działa non stop z obciążeniem bliskim 100 proc. W samym tylko 2018 roku Prometheus wykonał ponad pięć milionów zadań o łącznym czasie obliczeń 39 946 lat.
Dobrym przykładem wykorzystania Prometheusa są prace prowadzone przez naukowców z Borexino Collaboration – grupę kilkudziesięciu badaczy z wielu krajów, którzy zbierają i analizują dane na temat neutrin rodzących się w Słońcu. Dziesięcioletnie badania z wykorzystaniem detektora Borexino, umieszczonego w największym na świecie podziemnym laboratorium Laboratori Nazionali del Gran Sasso we Włoszech, doprowadziły do lepszego zrozumienia procesów produkcji energii w Słońcu. Efekt pracy został opublikowany na łamach prestiżowego czasopisma „Nature”. Prometheus wspiera również analizę danych detektorów fal grawitacyjnych LIGO i Virgo. Wykorzystanie w innych obliczeniach to wsparcie rozwoju medycyny spersonalizowanej, obliczenia fizyki wysokich energii, prognozowanie zmian pogodowych, projektowanie nowych materiałów. Dziś obliczenia naukowe są prawie tak samo ważne jak niegdyś ogień, który wykradł dla naszych przodków Prometeusz.
Moc obliczeniowa Prometheusa i specjalistyczne oprogramowanie są też intensywnie wykorzystywane przez młodych naukowców. Tutaj warto wspomnieć chociażby obliczenia dynamiki cieczy wykonywane za pomocą oprogramowania ANSYS przez zespół studentów AGH, którzy zaprojektowali i zbudowali łódź napędzaną energią słoneczną. AGH Solarboat „Baśka” odnosi sukcesy w międzynarodowych zawodach. Podobne osiągnięcia uzyskał zespół AGH Racing, którego bolid wyścigowy powstał m.in w oparciu o obliczenia z wykorzystaniem Prometheusa.
Dostęp do zasobów Cyfronetu – w tym do Prometheusa – jest nieodpłatnie realizowany poprzez platformę PLGrid. Rodzina projektów PLGrid doprowadziła do stworzenia funkcjonalnej infrastruktury łączącej zasoby wszystkich Centrów Komputerów Dużej Mocy w Polsce (Cyfronet, ICM, PCSS, WCSS, TASK). Sam Prometheus ma w PLGrid prawie 450 różnych aplikacji, narzędzi i bibliotek oprogramowania naukowego. Przetwarzanie danych wymaga wysokowydajnych wewnętrznych sieci komunikacyjnych pozwalających procesorom na wymianę dużych ilości informacji z minimalnymi opóźnieniami. Dla zobrazowania problemu warto zaznaczyć, że taka wewnętrzna sieć komunikacyjna superkomputera Prometheus (interconnect) składa się z ponad 30 km światłowodów i około 10 000 portów Infiniband 56 Gbit/s.
Kamil Mucha
Dział Użytkowników Komputerów Dużej Mocy
ACK Cyfronet AGH
Przed Prometheusem
Uwaga wszystkich skupia się zazwyczaj na naszych najszybszych i najbardziej wydajnych systemach komputerowych. Tymczasem poprzednicy tych maszyn z reguły nadal pracują. I choć te komputery nie są już klasyfikowane na TOP500, to w momencie uruchamiania zajmowały wysokie miejsca w tym rankingu. Są to między innymi warszawski Nautilus, wrocławska Nova czy gdańska Galera uruchomione w latach 2007-2008. Systemy te mają moc obliczeniową w przedziale od 20 do 65 TFLOPS. Jeszcze starsze systemy trudno już w tej chwili nazwać superkomputerami. To maszyny, których możliwości obliczeniowe porównywalne są z dzisiejszą konsolą PlayStation 4.
Razem można więcej
Pojedynczy superkomputer to potężne narzędzie, ale zestaw takich maszyn funkcjonujących razem może dać znacznie więcej. Dlatego największe polskie centra obliczeniowe i znajdujące się w nich maszyny funkcjonują ramach jednej infrastruktury sieciowej pod nazwą PLGrid.
PLGrid to platforma informatyczna wspierająca badania naukowe bazujące na symulacjach i obliczeniach dużej skali. Połączenie systemów umożliwiło powiększenie dostępnych zasobów obliczeniowych oraz dyskowych i ich efektywniejsze wykorzystanie. Z mocy obliczeniowej mogą korzystać nieodpłatnie wszystkie osoby prowadzące działalność naukową związaną z uczelnią lub instytutem naukowym w Polsce.
Infrastruktura PLGrid zarządzana jest przez konsorcjum, w skład którego wchodzi pięć instytucji: krakowski CYFRONET, warszawskie ICM, poznański PCSS, CI TASK z Gdańska i wrocławski WCSS. Działania konsorcjum koordynowane są przez centrum znajdujące się w Krakowie. Nasza krajowa sieć jest również częścią infrastruktury paneuropejskiej.
