SG.hu
Szuperszámítógép a Szegedi Tudományegyetemen
Óriási lendületet adhat Szeged gazdaságának, illetve tudományos életének az a beruházás, amely a Szegedi Tudományegyetemen valósul meg rövidesen.
Csizmadia G. Imre, Szent-Györgyi ösztöndíjas vendégprofesszor ötletét - miszerint Szegeden kellene létrehozni a Délkelet-Európai Regionális Molekula- és Anyagtudományi Szuperszámítógép Központot - korábban sokan kétkedve fogadták, de most már tény, hogy az Egyetem az első lépéseket megtette a grandiózus terv megvalósítása felé.
Olyan tudományok számára, amelyekben a számítógépek számolókapacitása a kutatás szempontjából meghatározó jelentőségű, elengedhetetlen a sokprocesszoros computing-szerverek vagy kisebb gépekből felépített klaszterek (önálló számítógépes hálózatok) működtetése. Jelenleg a hazai gyakorlatban a néhányszor tíz, egyszerű személyi számítógép Ethernet-es összeépítésével létrehozott klaszterek a tipikusak, gyakran a szűkös anyagi források teszik őket preferált megoldássá.
A kisgépes klaszterek sok, jól párhuzamosítható feladat megoldását hatékonyan segítik, de más típusú feladatok megoldására nem hatékonyak, és bizonyos problémák megoldására pedig gyakorlatilag alkalmatlanok. Az ilyen, személyi számítógépekből felépített rendszerek azonban kezdetlegesek a nyugaton már meglévő HPC-Európa szuperszámítógép-központokhoz képest. Óriási teljesítményű szuperszámítógép-központ működik például Bolognában, Barcelonában, Párizsban, és Amszterdamban. A felsorolásból is látszik, hogy Dél-Kelet-Európában nincs ilyen teljesítményű gép, ezért a megvalósíthatósági tanulmányt készítő Csizmadia G. Imre és Viskolcz Béla 12 térségbeli ország bevonását javasolta a projektbe.
Terveikről tájékoztatták Magyar Bálint oktatási minisztert is, aki közvetlen támogatást ugyan nem ígért, de a pályázati lehetőségek felderítését és ezek képviseletét garantálta. Az Egyetem indult is a felsőoktatási intézmények infrastruktúrájának fejlesztésére kiírt pályázaton, és a SZOTE Szolgáltató Kht. természettudományos kutatásra közel 60 millió forintot nyert. Ez az összeg már elegendő volt az első lépések megtételére.
A kezdeti elképzelés a lehető legtöbb, 4 processzormagot magában foglaló szerverből álló klaszter beszerzése lett volna, hiszen a - célkitűzésekhez képest - szűkös büdzséből valódi szuperszámítógép megvásárlása nem látszott lehetségesnek. A nagy gyártókkal folytatott tárgyalások során azonban az SGI annyira méltányolta a regionális HPC (High Performance Computing) központ kialakításának ötletét, hogy egy Altix 3700-as szuperszámítógépet ajánlott az induló projekthez, töredék áron.
Az SGI Altix 3700 nem csupán az SGI legnagyobb számítógépe, de ez a világ leginkább bővíthető, mikroprocesszor alapú SSI (Single System Image) számítógépe is, amely 512 processzorig bővíthető úgy, hogy egyetlen példányban fut rajta a 64 bites Linux operációs rendszer. Az Altix szerverekben az Intel nagyteljesítményű Itanium 2 processzorai dolgoznak, amelyek rendkívül nagy memóriaterület közvetlen fizikai megcímzésére képesek, így hatékonyan támogatják az SGI GSM (Global Shared Memory) architektúráját. A GSM architektúra jelentősen lecsökkenti az alkalmazások futási idejét és erőforrás-szükségletét azáltal, hogy extrém méretű adathalmazokat képes kezelni egyetlen, egész rendszerre kiterjedő, közös memóriaterületen (akár 24 TB RAM!). Ez a memória az egész konfigurációban transzparens módon felhasználható, amely lehetővé teszi a memóriaigényesebb feladatoknak a hagyományos klaszter konfigurációkhoz képest nagyságrendekkel gyorsabb végrehajtását.
A gondos mérlegelés után meghozott döntés értelmében a pályázati pénz nagyobbik részéből az Egyetem egy 48 processzoros SGI Altix 3700-as szuperszámítógépet, kisebbik részéből pedig a nagyszámú, de egyenként kevesebb erőforrást igénylő feladatok megoldására egy 4 processzormagos FSI szerverekből felépített klasztert vásárolt. Az Altix-on futó, zömmel Intel alapú fejlesztőeszközök nagyrészét az Intel adományozta az Egyetemnek.
Az így beszerzett gépek - a jelenleg folyó beüzemelés és hangolás után - az év második felében kezdhetik meg a munkát, ami a szegedi kutatási kapacitás megtöbbszörözését jelenti. Ez azonban csak a kezdet, hiszen ezekkel a nagy teljesítményű gépekkel is csak a világ ezer legnagyobb teljesítményű szuperszámítógépe közé került a szegedi, de a Tudományegyetemen felhalmozott tudástőke igényeinek dinamikus fejlődéséhez ennél jóval nagyobb kapacitásra lesz szükség a jövőben. A projektet vezető Dombi György ezért bízik abban, hogy rövidesen újabb pályázati pénzek állnak rendelkezésre ahhoz, hogy továbbfejleszthessék a szegedi központot.
A szuperszámítógép lehetséges felhasználói között vannak a szegedi genomikai központ, a gyógyszerkutatás, az anyagtudományi kutatások, a kémia, a fizika, a geológia, a meteorológia, informatika, a közgazdaságtan, sőt a társadalomtudományok helyi és külföldi kutatói. Ezekben a tudományokban végeznek ugyanis olyan mennyiségű számolást vagy dolgoznak akkora adatmennyiséggel, hogy a szuperteljesítményű számítógép radikálisan lecsökkentené az erre fordított időt.
Viskolcz Béla példaként említette az ember géntérképének néhány évvel ezelőtti megvalósítását, amely a szuperteljesítményű számítógépek nélkül lehetetlen vállalkozás lett volna, most pedig a fehérjék feltérképezése a legfőbb cél, amelyhez szintén elengedhetetlen egy ilyen szintű informatikai háttér kiépítése. A két kutató számításai szerint a szuperszámítógép-központ, a jelenlegi fejlesztéssel 20-25 kutatót tud egyszerre kiszolgálni. Bíznak abban, hogy a jövőben a szuperszámítógép központ működtetésére és dinamikus fejlesztésére az évi mintegy 200 millió Ft-ot, valamint a 20-30 főállású kutató és technikus bérének fedezetét elő tudják teremteni. Így az elkövetkező évek munkájával megnyílik annak lehetősége, hogy a régióban létrejöjjön egy valódi szuperszámítógép központ, amely a Szegedi Tudományegyetem vezetésével a határokon is átívelő tudományos központtá alakul.
Csizmadia G. Imre, Szent-Györgyi ösztöndíjas vendégprofesszor ötletét - miszerint Szegeden kellene létrehozni a Délkelet-Európai Regionális Molekula- és Anyagtudományi Szuperszámítógép Központot - korábban sokan kétkedve fogadták, de most már tény, hogy az Egyetem az első lépéseket megtette a grandiózus terv megvalósítása felé.
Olyan tudományok számára, amelyekben a számítógépek számolókapacitása a kutatás szempontjából meghatározó jelentőségű, elengedhetetlen a sokprocesszoros computing-szerverek vagy kisebb gépekből felépített klaszterek (önálló számítógépes hálózatok) működtetése. Jelenleg a hazai gyakorlatban a néhányszor tíz, egyszerű személyi számítógép Ethernet-es összeépítésével létrehozott klaszterek a tipikusak, gyakran a szűkös anyagi források teszik őket preferált megoldássá.
A kisgépes klaszterek sok, jól párhuzamosítható feladat megoldását hatékonyan segítik, de más típusú feladatok megoldására nem hatékonyak, és bizonyos problémák megoldására pedig gyakorlatilag alkalmatlanok. Az ilyen, személyi számítógépekből felépített rendszerek azonban kezdetlegesek a nyugaton már meglévő HPC-Európa szuperszámítógép-központokhoz képest. Óriási teljesítményű szuperszámítógép-központ működik például Bolognában, Barcelonában, Párizsban, és Amszterdamban. A felsorolásból is látszik, hogy Dél-Kelet-Európában nincs ilyen teljesítményű gép, ezért a megvalósíthatósági tanulmányt készítő Csizmadia G. Imre és Viskolcz Béla 12 térségbeli ország bevonását javasolta a projektbe.
Terveikről tájékoztatták Magyar Bálint oktatási minisztert is, aki közvetlen támogatást ugyan nem ígért, de a pályázati lehetőségek felderítését és ezek képviseletét garantálta. Az Egyetem indult is a felsőoktatási intézmények infrastruktúrájának fejlesztésére kiírt pályázaton, és a SZOTE Szolgáltató Kht. természettudományos kutatásra közel 60 millió forintot nyert. Ez az összeg már elegendő volt az első lépések megtételére.
A kezdeti elképzelés a lehető legtöbb, 4 processzormagot magában foglaló szerverből álló klaszter beszerzése lett volna, hiszen a - célkitűzésekhez képest - szűkös büdzséből valódi szuperszámítógép megvásárlása nem látszott lehetségesnek. A nagy gyártókkal folytatott tárgyalások során azonban az SGI annyira méltányolta a regionális HPC (High Performance Computing) központ kialakításának ötletét, hogy egy Altix 3700-as szuperszámítógépet ajánlott az induló projekthez, töredék áron.
Az SGI Altix 3700 nem csupán az SGI legnagyobb számítógépe, de ez a világ leginkább bővíthető, mikroprocesszor alapú SSI (Single System Image) számítógépe is, amely 512 processzorig bővíthető úgy, hogy egyetlen példányban fut rajta a 64 bites Linux operációs rendszer. Az Altix szerverekben az Intel nagyteljesítményű Itanium 2 processzorai dolgoznak, amelyek rendkívül nagy memóriaterület közvetlen fizikai megcímzésére képesek, így hatékonyan támogatják az SGI GSM (Global Shared Memory) architektúráját. A GSM architektúra jelentősen lecsökkenti az alkalmazások futási idejét és erőforrás-szükségletét azáltal, hogy extrém méretű adathalmazokat képes kezelni egyetlen, egész rendszerre kiterjedő, közös memóriaterületen (akár 24 TB RAM!). Ez a memória az egész konfigurációban transzparens módon felhasználható, amely lehetővé teszi a memóriaigényesebb feladatoknak a hagyományos klaszter konfigurációkhoz képest nagyságrendekkel gyorsabb végrehajtását.
A gondos mérlegelés után meghozott döntés értelmében a pályázati pénz nagyobbik részéből az Egyetem egy 48 processzoros SGI Altix 3700-as szuperszámítógépet, kisebbik részéből pedig a nagyszámú, de egyenként kevesebb erőforrást igénylő feladatok megoldására egy 4 processzormagos FSI szerverekből felépített klasztert vásárolt. Az Altix-on futó, zömmel Intel alapú fejlesztőeszközök nagyrészét az Intel adományozta az Egyetemnek.
Az így beszerzett gépek - a jelenleg folyó beüzemelés és hangolás után - az év második felében kezdhetik meg a munkát, ami a szegedi kutatási kapacitás megtöbbszörözését jelenti. Ez azonban csak a kezdet, hiszen ezekkel a nagy teljesítményű gépekkel is csak a világ ezer legnagyobb teljesítményű szuperszámítógépe közé került a szegedi, de a Tudományegyetemen felhalmozott tudástőke igényeinek dinamikus fejlődéséhez ennél jóval nagyobb kapacitásra lesz szükség a jövőben. A projektet vezető Dombi György ezért bízik abban, hogy rövidesen újabb pályázati pénzek állnak rendelkezésre ahhoz, hogy továbbfejleszthessék a szegedi központot.
A szuperszámítógép lehetséges felhasználói között vannak a szegedi genomikai központ, a gyógyszerkutatás, az anyagtudományi kutatások, a kémia, a fizika, a geológia, a meteorológia, informatika, a közgazdaságtan, sőt a társadalomtudományok helyi és külföldi kutatói. Ezekben a tudományokban végeznek ugyanis olyan mennyiségű számolást vagy dolgoznak akkora adatmennyiséggel, hogy a szuperteljesítményű számítógép radikálisan lecsökkentené az erre fordított időt.
Viskolcz Béla példaként említette az ember géntérképének néhány évvel ezelőtti megvalósítását, amely a szuperteljesítményű számítógépek nélkül lehetetlen vállalkozás lett volna, most pedig a fehérjék feltérképezése a legfőbb cél, amelyhez szintén elengedhetetlen egy ilyen szintű informatikai háttér kiépítése. A két kutató számításai szerint a szuperszámítógép-központ, a jelenlegi fejlesztéssel 20-25 kutatót tud egyszerre kiszolgálni. Bíznak abban, hogy a jövőben a szuperszámítógép központ működtetésére és dinamikus fejlesztésére az évi mintegy 200 millió Ft-ot, valamint a 20-30 főállású kutató és technikus bérének fedezetét elő tudják teremteni. Így az elkövetkező évek munkájával megnyílik annak lehetősége, hogy a régióban létrejöjjön egy valódi szuperszámítógép központ, amely a Szegedi Tudományegyetem vezetésével a határokon is átívelő tudományos központtá alakul.
