Najważniejsze wiadomości - Partnerstwo na rzecz ogólnoeuropejskiej sieci superkomputerowej Obok teorii i eksperymentów, symulacja stała się trzecim filarem współczesnej nauki. Jednak symulowanie czegokolwiek, od zmian klimatycznych po astrofizykę, wymaga ogromnej mocy obliczeniowej. Finansowany przez UE projekt pomaga udostępnić naukowcom nieosiągalne dotychczas zasoby superkomputerowe. Gospodarka cyfrowa Partnerstwo na rzecz zaawansowanych superkomputerów ('Partnership for Advanced Computing' - PRACE), stworzone w maju 2010 roku jako organizacja non-profit, jest obecnie jednym z wiodących, światowych dostawców usług w zakresie wysokowydajnego przetwarzania danych ('High Performance Computing' - HPC) dla społeczności naukowej. Bazując na inwestycjach zrealizowanych w kilku krajach Europy, partnerstwo oferuje europejskim naukowcom internetowy dostęp do zasobów superkomputerowych, znajdujących liczne zastosowania w praktycznie każdej dziedzinie nauki. Wdrożenie projektu wspierane jest przez projekt "PRACE: pierwsza faza implementacji" ('PRACE first implementation phase - PRACE-1IP), finansowany przez Komisję Europejską kwotą 20 milionów euro i stanowiący jedną z kilku faz implementacji, zaplanowanych na nadchodzące lata. "Symulacje stosowane są w praktycznie każdej dziedzinie, w celu stawienia czoła licznym wyzwaniom stojącym przed nauką i społeczeństwem", tłumaczy dr Thomas Eickermann z niemieckiego centrum superkomputerowego Juelich ('Juelich Supercomputing Centre'). "Potrzebujemy systemów HPC by modelować wzorce pogodowe oraz zmiany klimatyczne, by badać choroby oraz skutki działania leków, by projektować nowe materiały, by prowadzić badania astronomiczne, a nawet by analizować nowe projekty samolotów... lista jest praktycznie nieograniczona". Dr Eickermann zarządza projektem PRACE-1IP, w ramach którego partnerzy z 21 krajów Europy pracują nad ulepszeniem dostępu naukowców do zasobów superkomputerowych osiągalnych dzięki PRACE. Kluczowy element tych działań dotyczy opracowania technologii i technik, które pomogą naukowcom uruchamiać aplikacje na urządzeniach PRACE HPC. Powyższe prace obejmują portowanie aplikacji (dostosowywanie ich do działania w środowisku innym, niż pierwotnie przewidziane) oraz tzw. "peta-skalowanie", czyli optymalizowanie aplikacji pod kątem pracy z bardzo dużą liczbą procesorów dostępnych w urządzeniach HPC. "Chociaż projekt PRACE stanowi ogromny krok naprzód w zakresie udostępniania zasobów superkomputerowych dużej części europejskiej społeczności naukowej, zapotrzebowanie na te zasoby ze strony naukowców wciąż przekracza podaż", twierdzi dr Eickermann. "W związku z powyższym niezbędna jest staranna selekcja projektów, które będą mogły korzystać z zasobów superkomputerowych oraz zagwarantowanie możliwie najbardziej wydajnego używania tych zasobów". W ramach projektu PRACE decyzje o udostępnieniu zasobów HPC podejmowane są w ramach panelu ekspertów; naukowcy oraz badacze wybierają najbardziej obiecujące projekty, zgłaszane dwa razy w roku. Po dokonaniu wyboru projektów zespół PRACE-1IP pomaga zagwarantować optymalne wykorzystanie dostępnych zasobów przez naukowców. W powyższym celu uczestnicy projektu PRACE-1IP oraz inicjatywy stanowiącej kontynuację tego projektu, o nazwie PRACE-2IP, tworzą sześć centrów szkoleniowych, zlokalizowanych na obszarze Europy, których celem jest kształcenie naukowców w dziedzinie systemów HPC, w ramach wielowarstwowego programu, który obejmuje rozmaite zagadnienia, począwszy od programowania równoległych systemów komputerowych oraz skalowania aplikacji, aż po akceleratory, takie jak układy GPU do obliczeń ogólnego przeznaczenia ('General purpose graphics processing units' - GP-GPUs). Zaawansowane centra szkoleniowe PRACE ('PRACE Advanced Training Centres' - PATCs) będą zlokalizowane w Barcelona Supercomputing Centre w Hiszpanii, CINECA-Consorzio Interuniversitario we Włoszech, CSC-IT Centre for Science w Finlandii, w EPCC na Uniwersytecie w Edynburgu w Wielkiej Brytanii, w Gauss Centre for Supercomputing w Niemczech oraz w Maison de la Simulation we Francji. Więcej informacji na temat powyższych kursów, dla naukowców zainteresowanych wzięciem w nich udziału, można odnaleźć na stronie internetowej projektu PRACE oraz uzyskać w siedzibach centrów szkoleniowych. "Współczesne systemy HPC oferują niespotykaną moc obliczeniową, a ich architektura ulega ciągłej ewolucji. Od zawsze wyzwaniem było szkolenie naukowców i programistów, w celu zmaksymalizowania wydajności i korzyści naukowych, płynących z korzystania z tego typu systemów", tłumaczy dr Simon Wong, kierownik pakietu roboczego dotyczącego szkoleń, stanowiącego część inicjatywy PRACE-2IP (druga faza implementacji, aktualnie realizowana) oraz dyrektor ds. Szkoleń i Kształcenia w irlandzkim ICHEC. Innym kluczowym elementem projektu jest nadążanie za najnowszym osiągnięciami i technologiami w dziedzinie HPC oraz stałe unowocześnianie urządzeń i oprogramowania w stowarzyszonych centrach superkomputerowych. Obecnie uczestnicy projektu PRACE wdrożyli trzy systemy typu Tier-0, a kolejne trzy zostaną wdrożone w roku 2012 w Niemczech, Hiszpanii, Francji i we Włoszech. Systemy te oferują większość swych zasobów europejskim naukowcom. PRACE obejmuje ponadto szereg systemów typu Tier-1, które w większości przeznaczone są dla krajowych lub regionalnych programów badawczych, jednak część ich mocy obliczeniowej udostępniania jest w ramach partnerstwa. Moc obliczeniowa powyższych systemów mierzona jest w petaflopach, czyli biliardach operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę ('floating point operations per second' - flops). Każdy z systemów typu Tier-0, dostępnych w ramach PRACE, oferuje co najmniej 1 petaflop mocy obliczeniowej, przy czym oczekuje się, że wartość ta zostanie w najbliższych latach zwiększona do poziomu exaflopów - trylionów operacji na sekundę. Dla porównania, niektórzy naukowcy sądzą, że ludzki mózg jest w stanie przetwarzać 10 biliardów operacji na sekundę (10 petaflopów). "Jak dotychczas infrastruktura PRACE znalazła zastosowanie w 36 projektach, oferując miliard godzin obliczeniowych procesora", twierdzi dr Eickermann. Jeden z projektów, uruchomionych niedawno na platformie PRACE, jest jednocześnie największym z dotychczasowych przesięwzięć. Celem tego projektu, o nazwie "Równoczesne, globalne modelowanie pogody i klimatu w wysokiej rozdzielczości: pogoda w przyszłości oraz zagrożenia z nią związane" ('Joint weather and climate high-resolution global modelling: future weathers and their risks'), kierowanego przez Krajowe Centrum Badań Atmosferycznych ('National Centre for Atmospheric Science') w Wielkiej Brytanii, jest stworzenie realistycznych symulacji warunków klimatycznych i wzorców pogodowych w dużej rozdzielczości. Celem powyższych działań jest zwiększenie dokładności symulacji globalnego klimatu oraz lepsze zrozumienie zagrożeń związanych z pogodą i klimatem, z uwzględnieniem znacznie bardziej wiarygodnych prognoz zmian klimatycznych. Projekt ten wykorzysta 144 miliony godzin pracy procesora platformy HERMIT, najnowszego systemu typu Tier-0, zainstalowanego w GCS Partner w Stuttgarcie. W ramach pozostałych, nowych projektów przeprowadzone zostaną symulacje przepływu krwi w ludzkim organizmie, zbadany zostanie wpływ napromieniowania na nano-struktury oraz zjawiska grawitacyjne związane z czarnymi dziurami w przestrzeni kosmicznej, a także zostanie podjęta próba lepszego zrozumienia chromosfery słońca - a to tylko niektóre przykłady. "Dostęp do zasobów superkomputerowych jest coraz bardziej nieodzownym elementem współczesnej nauki i prawdopodobnie pomoże dokonać przełomowych odkryć w wielu jej dziedzinach", zauważa Eickermann. Przed rozpoczęciem inicjatywy PRACE europejskie zasoby superkomputerowe były w znacznym stopniu rozproszone, a dostęp do nich ograniczały państwa lub organizacje. Obecnie to europejska społeczność naukowa decyduje o tym, które projekty są najbardziej obiecujące i w związku z tym powinny mieć dostęp do cennych godzin obliczeniowych. Jest to podejście oparte na zasługach, które powinno zapewnić utrzymanie lub wręcz wzmocnienie europejskiej przewagi w wielu dziedzinach nauki. "W Stanach Zjednoczonych zasoby superkomputerowe są rozproszone pomiędzy różnorakimi agencjami i organizacjami, natomiast w Azji rozproszone są pomiędzy krajami. PRACE oferuje zatem znaczącą przewagę europejskiemu sektorowi badań naukowych", twierdzi dr Eickermann. Projekt PRACE-1IP uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Użyteczne odnośniki: - Strona internetowa projektu ""PRACE: pierwsza faza implementacji" - Informacje na temat projektu PRACE-1IP w bazie danych CORDIS Odnośne publikacje: - "Komunikat prasowy: Plany uczynienia z UE światowego lidera w dziedzinie wysokowydajnego przetwarzania danych - Nadchodzi nowy prototyp superkomputera
