Világszínvonalú eszköz került a magyarok kezébe

A Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Intézet (az NIIF Intézet) és a Szegedi Tudományegyetem a hazai legnagyobb szuperszámítógépes rendszer harmadik elemét adja át 2011. május 6-án. A fejlesztés a HBONE+ nevű, átfogó elektronikus infrastruktúra fejlesztési projekt része, melyet az NIIF Intézet 2009 - 2012 között valósít meg, az Új Magyarország Fejlesztési Terv által támogatott TIOP 1.3.2 projekt és KMOP 4.2.1/A_2 projekt keretében, Európai Uniós források bevonásával.

Az új, NIIF szuperszámítógépes infrastruktúra üzembe helyezésével Magyarország jelentős lépést tett azért, hogy a hazai kutatók, fejlesztők, tudományos munkát végzők IT eszközháttér tekintetében a fejlett országok kutatóhelyeihez hasonló feltételeket élvezzenek. Az is nagyon lényeges, hogy a nemzeti HPC infrastruktúra fejlesztése teljes mértékben illeszkedik az EU kutatási infrastruktúrákkal kapcsolatos stratégiájához és ajánlásaihoz. A kutatói hálózatok mellett ugyanis a szuperszámítástechnikai erőforrások képezik az integrált európai kutatási infrastruktúra (eInfrastructure) egyik legfontosabb elemét és így létfontosságúak az Európai Kutatási Térség (ERA - European Research Area) szempontjából is. Ennek megfelelően az EU kiemelt figyelmet fordít az európai-szintű és nemzeti szuperszámítástechnikai fejlesztéseknek és jelentős forrásokat szentel e téren a nemzetközi együttműködésnek. Az NIIF fejlesztései révén az európai PRACE együttműködésnek (Partnership for Advanced Computing in Europe) hazánk is aktív résztvevőjévé válhat.

A hatalmas teljesítményű (egy korszerű PC-nél akár több ezerszer gyorsabb) szuperszámítógépek mára a tudományos kutatás és fejlesztés egyik legfontosabb eszközévé váltak. Számos tudományterületen az elmúlt évtizedekben gyökeresen átalakult a munkamódszer: a jelenségeket egyre precízebb matematikai modellekkel írják le, és ezen modellek számítógépes vizsgálata előzi meg a laboratóriumi munkát, a tényleges kísérletet. A kutatómunka vagy tervezés így sokkal hatékonyabbá és eredményesebbé válik, arról nem beszélve, hogy olyan problémák megoldására is esély nyílik, amelyek - méretüknél vagy bonyolultságuknál fogva - más módszerekkel egyáltalán nem kezelhetők. Mindehhez roppant számítási teljesítményre és adattárolási kapacitásra van szükség.

Ezért a szuperszámítógépek jelentősége világszerte rohamosan növekszik. A tudomány részéről egyre fokozódik az igény az egyre nagyobb és gyorsabb szuperszámítógépekre. És nem csupán a hagyományos "reál" tudományok számára nélkülözhetetlenek ezek az eszközök. Olyan területeken, mint pl. orvostudomány, közgazdaságtan, társadalomtudományok vagy éppen a nyelvészet, szintén előtérbe került a szuperszámítástechnika (HPC, High Performance Computing) alkalmazása.

Ahol tehát ma nemzetközileg is versenyképes tudományos kutatómunkát vagy high-tech fejlesztést akarnak folytatni, ott szuperszámítógépekre (is) szükség van. Magyarországon is.

A szuperszámítógépek azonban - az egyedi tervezés, a speciális technológia és a kis sorozatú gyártás miatt -nem olcsók. Így legtöbbször még nagyobb intézmények, kutatóhelyek sem engedhetik meg maguknak, hogy önállóan, valóban nagy teljesítményű szuperszámítógépet üzemeltessenek. Az intézmények közötti összefogás tehát nagyon gyakori ebben a tekintetben, ezt világszerte számos példa bizonyítja. A költséges szuperszámítógépes infrastruktúra kihasználtságát is úgy lehet legkönnyebben maximalizálni, ha az erőforrásokat megosztva, sok kutatóhely használja.

A szuperszámítógépes infrastruktúra műszaki háttere

Az új NIIF szuperszámítógépes infrastruktúra - eltérő módon elődjétől - elosztott módon valósult meg. Az új rendszer 4 hatalmas erőforrásból áll, melyek a Debreceni Egyetemen, a Pécsi Tudományegyetemen, a Szegedi Tudományegyetemen és a budapesti NIIF központban kerültek elhelyezésre. Mindezt az teszi lehetővé, hogy az NIIF új, hibrid optikai hálózata, a HBONE+, dedikált optikai utakat biztosít a komponensek között. Az optikai hálózat a szuperszámítógépes infrastruktúra fontos alkotóeleme, szerves, elválaszthatatlan része. A négy helyszínen üzemelő 4 szuperszámítógépből - amelyek külön-külön is nagyobbak bármely más magyarországi számítógépnél - az optikai összeköttetések révén egyetlen hatalmas virtuális szuperszámítógép jön létre, melynek összesített teljesítménye közel 50 Tflops (1 Tflops = 1 billió számítási művelet / másodperc) ami a jelenlegi világranglistán (TOP500) a 165. helyet jelentheti. A számítási kapacitás a régi rendszer 70-szeresére, a tárolási kapacitás csaknem 100-szorosára növekedett.

Az egyes helyszíneken installált szuperszámítógépek nem azonosak. Architektúrálisan, technológiában és teljesítményben is vannak köztük különbségek. A heterogén infrastruktúra kialakítását az indokolta, hogy a szuperszámítógépekkel megoldandó feladatok igen sokfélék, és a különböző típusú algoritmusok más és más szuperszámítógépeken futtathatók leghatékonyabban.

Az NIIF a heterogén infrastruktúra létrehozásával a nemzetközileg elterjedt, bevált gyakorlatot követi.
A szuperszámítógépes erőforrások szoftveres összekapcsolását a legkorszerűbb grid technológia (ARC köztesréteg) biztosítja, amelynek kifejlesztésében - EU által is támogatott KnowARC és EMI K+F projekt keretében - az NIIF Intézet is komoly szerepet játszott.

Debrecen, Pécs, Szeged és Budapest

A 3 egyetem - mint a legrangosabb magyar vidéki kutatóegyetemek - az NIIF Intézet partnereiként befogadták a szuperszámítógépeket, és komolyan hozzájárulnak az üzemeltetésükhöz.
A negyedik helyszín az NIIF Intézet budapesti telephelye, ahol a régi szuperszámítógépet váltja fel a most átadott új rendszer.

Természetesen a 3 egyetem felhasználói - szükségleteik szerint - bármely szuperszámítógépet használhatják, és más egyetemek és kutatóintézetek felhasználói is jogosultságot kaphatnak az erőforrásokhoz. A projekt tehát intézmények közötti széleskörű, hatékony együttműködés keretében valósul meg. A legjelentősebb felhasználási területek várhatóan a kémia, biokémia, fizika és orvostudomány lesznek, de komoly felhasználás várható a mérnöki tudományok, geológia, matematika, csillagászat, és az informatika különböző területeiről is.

A szegedi szuperszámítógépről

2011. május 6-án a Szegedi Tudományegyetemen kerül átadásra az említett 4 szuperszámítógép közül a harmadik. Ez a gép Magyarország legnagyobb teljesítményű, fat-node cluster architektúrájú szuperszámítógépe és egyben a legkedvezőbb energiagazdálkodási jellemzőkkel is bíró. Az NIIF szuperszámítógép-projektnek meghatározó kritériuma volt az energiahatékonyság kiemelt kezelése. A szegedi konfiguráció a maga 350 Gflops/KW energiahatékonysági mutatójával vezeti a 4 gépből álló hazai szuperszámítógép-rendszer "zöld" listáját. A gép a kedvező fogyasztását részben az energiatakarékos processzoroknak, valamint a HP Blade technológiájának köszönheti. Ez utóbbi kifinomult energiaszabályozást biztosít a rendszer számára. A gépet az amerikai Hewlett-Packard (a szuperszámítógépek piacának egyik vezető gyártója) gyártotta és az Albacomp zRt. szállította. A Szegeden üzembe helyezett gép az igen kifinomult, CP4000BL típusú blade technológiát tartalmazza. A gépben a legkorszerűbb AMD Opteron 6174 típusú 12 magos Magny Cours processzorok találhatók, a számítási csomópontokban lévő magok száma összesen 2112. A belső kommunikációt a nagy teljesítményű, redundáns, mesh topológiájú Infiniband hálózat biztosítja. A gépben 5,6 TByte memória található, és tartozik hozzá egy negyed PByte méretű HP StorageWorks X9320 háttértár alrendszer és high-end vizualizációs alrendszer is.

A gép számítási teljesítménye meghaladja a 14 Tflop/s értéket, és különösen jó energiahatékonysági mutatókkal rendelkezik. E szuperszámítógép különlegessége, hogy nagyon hatékonyan futtathatók rajta a vegyes párhuzamos programozási paradigmákat (üzenetküldét és osztott-memóriát) alkalmazó algoritmusok is, hiszen olyan clusterről van szó, amelynek minden csomópontja egy igen erős, 48 magos SMP számítógép. Ez az újszerű, egyszerre MPI-t és OpenMP-t is alkalmazó programozási technika különlegesen hatékony alkalmazások készítését teszi lehetővé.
A gépek operációs rendszere RedHat Linux.

---

---

---

---

---

---