BG суперкомпютър симулира земетресение, казва как да се движат коли без шофьор
Използва се и за създаване на нови лекарства
12 шкафа, широки по около 60 см и високи 2 метра, могат да помогнат на българския бизнес да мине на много по-високо ниво на иновации, разработки и трансфер на данни. В тези шкафове се съдържа мощност от по 90 киловата, или общо 1 мегават, която може да изчисли толкова сложни задачи, че да се създадат нови лекарства, автономни автомобили, изкуствен интелект и много други приложения.
Това на практика представлява най-новият петаскейл суперкомпютър в България, наречен Discoverer, или “Откривател”. Вълнението от пристигането му у нас беше много голямо и има защо. България е една от осемте европейски локации, които бяха избрани за изграждането на суперкомпютри.
В три от тях ще се разположат най-модерните машини в ЕС, а в останалите 5, сред които и София, ще са машини с малко по-ниска мощност - първите ще могат да правят между 150 и 200 милиона милиарда изчисления в секунда, докато българският е способен на 4,4 милиона милиарда (петафлопс) операции в секунда. Когато се включи в мрежата на Съвместното предприятие за европейски високопроизводителни изчислителни технологии (EuroHPC JU), от която е част, изчислителната му производителност ще достига върховата си точка от около 6 петафлопс. От гледна точка на енергия и производителност за смятане
това е върхът
на технологията
понастоящем
в света
Целта е да влезем в световната топ 500 класация на суперкомпютрите.
Discoverer вече е сглобен в “София Тех парк”, който ще е неговият дом. В момента се извършват тестове и се очаква да заработи през юли тази година. По изграждането на машината у нас работи консорциумът “Петаскейл суперкомпютър - България”, а финансирането е от бюджета на България и на EuroHPC JU, като общата инвестиция възлиза на 11,5 милиона евро.
Много компании вече са заявили интереса си за изчислителната мощ на машината. Те имат желание за изследвания и моделиране, които обаче могат да са обект на интелектуална собственост и на този етап се разкриват само научните области. Това са молекулярна биология, механика на флуиди - статистически анализ, структурни деформации при земетръсни въздействия и проектиране на конструкции по метода на крайните елементи, квантово-химични модели на сложни вериги от молекули, фотоника и физика на елчастици, анализ на качеството на околната среда и прогнозиране на бедствия.
“Най-грубо тук могат да се правят две неща -
да се моделират
обекти, събития
и процеси и да се
симулира тяхното
взаимодействие
с околния свят”, казва Петър Статев - председател на Надзорния съвет на “София Тех парк” и ръководител на проекта.
Освен от търговски компании компютърът ще се ползва и от учени, за да се развиват научните изследвания и създадат иновации и трансфер на технологии. “Досегашните машини са били много повече насочени към решаване на чисто академични задачи, което безспорно е важно, защото, ако науката не се развива, и индустрията няма. Но в днешно време има обективна готовност на редица индустрии да я ползват”, твърди Статев.
По думите му телекомуникациите например са един от секторите, при които се управляват мрежи от интелигентни сензори, и биха се възползвали от машината. Това важи и за всички, в които има обработка на големи масиви от данни.
“Суперкомпютърът не е перпетуум мобиле - той е подходящ за задачи, които са свързани с възможността да бъдат разпределени на подзадачи. Тогава можем да пуснем всички процесори и да се реши бързо”, обяснява Статев.
Затова аутомотив секторът също ще бъде клиент на суперкомпютъра. В България той се развива бързо, у нас се правят операционни системи за елитни европейски компании и софтуери за интуитивно управление. Според Статев приложението ще е най-вече за моделиране
как се държи
автономен
автомобил
на магистрала. Там чрез датчици колата ще “докладва” за скоростта и в същото време ще получава данни дали има задръстване, катастрофа, ремонти. На пръв поглед изглежда лесна задача, но когато колите са стотици хиляди, ще се решава трудно.
При достатъчно датчици ще бъде възможно да се изчисти въздухът в София. Благодарение на тях ще може да се види къде има най-голямо замърсяване. Ще може да се тества предварително дали спирането на опрелен клас коли ще изчисти центъра на София, каквото предложение беше направено. Сега при предприемането на дадена мярка ефектът ѝ може да се провери чак след като тя се приложи.
Друга полезна задача, която би могла да се реши от суперкомпютъра, е тестването на издръжливостта на сгради на земетръсни вълни. “Това е важно, защото другият начин да разберем дали са устойчиви по стандарт, е да построим гигантско хале, на което само фундаментът е над 250 т бетон, в което върху част от сградата с мощни хидравлични помпи да се симулира земетръсно влияние”, твърди ръководителят на проекта.
Той разказва и за друг пример. “Преди 15 години голямото чудо на авиацията беше А380 - най-големият пътнически самолет. При създаването му възниква проблем - той е толкова голям, че няма къде да го вкарат, за да го обдухат и да видят каква е аеродинамиката. В “Ербъс” въпросът е решен, като се създава цифров двойник на самолета и аеродинамичните камери, и всички изпитания са правени така.
Очаква се РВД също да е клиент на Discoverer. В момента държавното предприятие използва по-стария клъстер от процесори на територията на “София Тех парк”, с който прави прогнозата на времето и казва къде трябва да кацнат самолетите - това се прави час по час.
Най-големият клъстер от задачи обаче е
в химията и
биологията
заради
създаването на
нови лекарства,
особено в генното инженерство. Това е свързано с огромно количество комбинации, възможностите за тяхното взаимодействие са толкова много, че не могат да бъдат решавани от нормален компютър. По същия начин стои въпросът със създаването на нови материали - на ниво молекули се изследват възможните взаимодействия и подредби в по-сложни структури. Така са създадени и модерните РНК ваксини, които дадоха толкова бърз отговор на коронавируса.
Консорциум “Петаскейл суперкомпютър - България” иска да използва суперкомпютъра, за да изследва как всяко лекарство взаимодейства с останалите, така че да сме сигурни, че ако приемаме различни медикаменти, комбинацията няма да навреди.
Изчислителната мощ ще се увеличи чрез квантова технология
Миналата седмица консорциумът “Петаскейл суперкомпютър - България” и канадската високотехнологична компания InifinityQ подписаха меморандум за сътрудничество, който ще даде възможността към българския суперкомпютър да бъде инсталиран квантов изчислителен модул. Така български и европейски учени ще могат да извършват научни изчисления в области като молекулярна динамика, физика, инженерни проблеми и др.
В бъдеще квантовите компютри ще могат в много по-малък обем да постигнат много по-висока производителност. Засего има само квантови процесори, но и те ще помогнат машината ни да отиде една стъпка напред при решаването на задачите, коментира Петър Статев. Неговата идея е да се създаде акселератор за обучение как да се използват квантови компютри, за да сме готови, когато технологията се появи.
Процесорите, наредени в 12-те “шкафа” в нашия суперкомпютър, не са по-малко ефективни. За да се реши една задача, тя се разпределя върху много от тях, а всички те са свързани. За да може да работи машината, има и най-добрата охладителна система. Ако тя не съществува, всичко ще избухне. Има специално помещение, където се намира вторият кръг на охладителната система, за който се използват подпочвени води. Ако само един елемент от системата спре, компютърът ще се взриви. Затова тя е отказоустойчива - всички елементи са дублирани, както се правят системите за охлаждане в един ТЕЦ или химическите заводи. “София Тех парк” предвижда част от мощността да се използва като топлина за сградния комплекс. А токът за суперкомпютъра ще бъде само от зелени източници, водят се преговори да се включи и в соларен парк.
Със суперкомпютъра се работи като с всеки един обикновен компютър - той има монитори и клавиатури, зад които седят системни администратори. Когато получат задача от клиента, те ще подават данни към приложна програма и пресмятането и моделирането започва. България ще получи 40 пакета приложни програми.
Друг екип специалисти ще бъдат мисловната връзка между потребителите и машината - те ще трябва да намерят начина, по който задачата на клиента да бъде решена.