Superkompjuteri su nezamenjivo oruđe u rešavanju najvećih problema i izazova XX veka. Ovo je jedna od oblasti u kojoj Evropa nastavlja da bude lider i trudi se da zadrži konkurentnost, a to postiže između ostalog značajnom međunarodnom saradnjom. Projekat PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), evropsko superkompjutersko partnerstvo je jedinstvena panevropska istraživačka infrastruktura u oblasti kompjutera visokih performansi, koja se delimično finansira iz Sedmog okvirnog programa Evropske unije (FP7), a u kojoj, među dvadeset članova, ravnopravno učestvuje i Laboratorija za primenu računara u nauci Instituta za fiziku u Beogradu (Scientific Computing Laboratory – Institute of Physics Belgrade), u kojoj se nalazi naš najveći superkompjuter – Paradox. Ovakvim jednim projektom upravlja Naučni upravni komitet kojim, kad je reč o PRACE-u, predsedava Ričard Kenvej, inače predsednik Nacionalnog e-naučnog centra Velike Britanije i zamenik direktora za računarske nauke na Univerzitetu u Edinburgu, gde je i profesor matematičke fizike.
„Naučni upravni komitet (Scientific Steering Committee, SSC) daje preporuke Savetu koje su vezane za sva naučna i tehnička pitanja“, kaže Ričard Kenvej, objašnjavajući kako komitet nadzire proces recenzije projekata prilikom dodele PRACE resursa. „Najvažniji cilj SSC-a u ovoj fazi je sticanje poverenja naučne zajednice da PRACE podržava vrhunsku nauku, da se resursi dodeljuju otvoreno i pošteno i da se njima upravlja na odgovarajući način. Na taj način, PRACE će privući najbolju nauku. Ova potraga za naučnom izvrsnošću će pre svega će biti ključ našeg uspeha, kako bi se opravdalo kontinuirano ulaganje PRACE partnera i održala konkurentnost Evrope u iskorišćavanju strateški vitalnih tehnologija računara visokih performansi (High-performance computing, HPC)“, kaže Kenvej.
„VREME„: Potrebe fizičara za računarima visokih performansi razlikuju se od onih koje imaju istraživači nauka o životu, ili u inženjeringu. Kao matematički fizičar, kako vidite trenutnu ulogu računara visokih performansi u modernim istraživanjima fizičkih nauka?
RIČARD KENVEJ: Od ranih osamdesetih godina, kroz moje istraživanje u fizici čestica, video sam koliko je računarska simulacija bitan pandan matematičke teorije fizičkog sveta. Do razumevanje koje sada imamo o tome kako kvantna hromodinamika opisuje vezivanje kvarkova i gluona u hadron došli smo jednako zahvaljujući napretku u teoriji i napretku u numeričkim izračunavanjima, kao i njihovom uzajamnom dejstvu (ne zaboravljajući eksperimentalne podatke). U mnogim drugim aplikacijama za računare visokih performansi mi nemamo tako dobro definisan ili potpun teorijski model. To čini ove probleme težim, ali, naposletku, metodologija je ista. Pošto je kvantna hromodinamika strogo definisana, potvrđivanje rezultata simulacije je ključno.
Kako superračunari utiču na druge naučne oblasti?
Kako sve više koristimo računare visokih performansi za simuliranje sistema gde nas pogrešna predviđanja mogu koštati mnogih života, naneti štetu životnoj okolini, ili nam izgubiti dosta novca, moramo da razvijamo metodologiju za validaciju i verifikaciju. Ovo će biti obavezno na egza-skalama (videti okvir), gde se neopažene sistemske greške mogu javiti svakog minuta, a velika serija podataka koja sadrži korumpirane delove će biti kombinovana i interpretirana. Potrebno je da usvojimo interdisciplinarni pristup u kojem naučnici koji se bave razvojem računarstva, matematičari i drugi stručnjaci rade zajedno. Dakle, predviđam da će se jaz između disciplina zatvarati dok se borimo sa velikim problemima nauke koristeći tehnologiju računara visokih performansi kao avangardu ovog multidisciplinarnog istraživanja.
Uloga PRACE je da evropskim naučnicima i inženjerima pruži pristup konkurentnim računarskim resursima visokih performansi. Kakav je položaj Evrope u poređenju sa SAD i Kinom u tom pogledu?
Evropa je slabija od SAD i Kine jedino po pitanju proizvodnje hardvera, a nauka o kojoj govorimo zavisi i od mnogo drugih faktora. Do danas naša računarska nauka nije trpela zbog toga. Kontinuirana evropska konkurentnost na najvišim nivoima u iskorišćavanju računara visokih performansi za nauku biće moguća zahvaljujući talentovanim ljudima i međunarodnoj saradnji. Ovo su tradicionalno naše prednosti. Uzmite CERN kao primer onoga što možemo da postignemo. PRACE je naš odgovor na ovaj izazov konkurentnosti.
Imajući u vidu velika ulaganja u ovu oblast, teško je ne pitati se kakve su njene primene očekivane?
Naravno, drugi vitalni sastojak je novac. Ukoliko PRACE ne uspe da pomogne da evropska industrija razvija i iskorišćava tehnologiju računara visokih performansi ili pomogne oko rešavanja nekih od naših glavnih društvenih i ekoloških problema, biće veoma teško opravdati ulaganja potrebna da bi ostali konkurentni. Kina i SAD mogu opravdati velike investicije subvencionisanjem svojih strateški važnih računarskih kompanija. Mi u Evropi moramo prepoznati veći strateški značaj softvera i aplikacija.
Naučni upravni komitet kojem predsedavate u okviru PRACE projekta upravlja procesom recenzije. Kako to uopšte izgleda? Šta određeni naučni projekat svrstava među „one prave„?
Dobitna kombinacija je projekat koji ima mogućnost da napravi značajan iskorak u svojoj oblasti, a koji ne bi bio moguć bez upotrebe Tier-0 resursa, i koji je spreman da efikasno iskoristi računare koje imamo na raspolaganju. Ja sam predsedavao panelima koji su sazvani nakon prvih poziva za učešće u PRACE-u, i tada je bilo duplo više predloga za koje smo smatrali da zaslužuju izdvajanje resursa nego što smo imali sredstava. Shodno tome, oni projekti koji su bili uspešni postavili su veoma visok standard za ubuduće. Vredi istaći da mi ovde govorimo o dodeli retkih i skupih resursa. Ako naučno i tehnički recenzenti podrže zahtev i predlog je dovoljno jak, biće nagrađen sredstvima u celosti. Ako kandidati to shvate na pravi način, mi im dajemo priliku da naprave proboj u svojoj oblasti. Ovo bi trebalo da stvori jaku konkurenciju i obezbedi da PRACE privlači najbolje predloge. Ohrabruje me entuzijazam i posvećenost toliko vodećih naučnika da rade u službi SSC-a i Odbora za pristup. Uzbudljivo je raditi sa njima na tako velikom poduhvatu i ja sam počastvovan poverenjem koje su mi poklonili.
Koliko to menja ustaljenu praksu u nauci? Da li je PRACE nagoveštaj nečeg sasvim novog?
Računarska nauka ulazi u novu fazu u kojoj postaje međunarodna. Dobili smo priliku da izgradimo panevropski program koji omogućava naučnicima u svim disciplinama da iskoriste najnaprednije računarske tehnologije kako bi napravili prodor u nauci. Ko ne bi bio oduševljen da bude deo toga?
Projekat PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe), evropsko superkompjutersko partnerstvo, jedinstvena je panevropska istraživačka infrastruktura u oblasti kompjutera visokih performansi, koja se delimično finansira iz Sedmog okvirnog programa Evropske unije (FP7). PRACE ima 20 članova koji dolaze iz Austrije, Bugarske, sa Kipra, iz Češke, Finske, Francuske, Nemačke, Grčke, Irske, Italije, Holandije, Norveške, Poljske, Portugala, Španije, Švedske, Švajcarske, Turske, Velike Britanije i iz – Srbije. Dakle, u velikoj evropskoj mreži superkompjutera, koju naučnici danas koriste kako bi predvideli događaje i napravili za ljudski mozak nemoguće proračune, nalazi se i Paradox, superkompjuter iz Laboratorije za primenu računara u nauci Instituta za fiziku u Beogradu (SCL-IPB), www.scl.rs
Današnji superkompjuteri rade na peta-skalama, brzina im se meri u petaflopsima (1015 operacija u sekundi) a skladišteni prostor u petabajtima (1015 slovnih znakova ili bajta). Sledeća generacija superkomjutera, i računarskih problema kojima će oni biti posvećeni, suočiće nas sa 1000 puta većim zahtevima po pitanju brzine i količine podataka, dakle sa egza-skalama.
„Danas, u svim zemljama i disciplinama, naša sposobnost da iskoristimo najmoćnije tehnologije računara visokih performansi varira“, kaže Ričard Kenvej, predsednik Naučnog upravnog komiteta PRACE projekta, dok govori o „stratifikovanom ekosistemu“ superkompjutera gde su PRACE računari na vrhu piramide. Ceo pejzaž računara visokih performansi u Evropi je raznovrsan. „Ključ je u reči ‘ekosistem’. Moramo obezbediti da svi nivoi sarađuju na lokalnom nivou, omogućivši time da zasebne zemlje, discipline i istraživači pristupe ekosistemu i nađu svoj put kroz njega. Naučni projekti takođe postaju multinacionalni, tako da se osobe koje su talentovane i motivisane mogu pridruži vrhunskim projektima i prošire stručnost lokalno preko svojih studenata“, smatra Kenvej.
