Nový superpočítač Devana

Inovace

Technologie

Společnost IXPERTA ve spolupráci se Slovenskou akademií věd realizuje projekt, který pomůže posunout vědu a výzkum na Slovensku zase o kousek vpřed. Nový superpočítač Devana je prvním krokem k vybudování nového ekosystému vysokovýkonného počítání (HPC), kterým se Slovensko posune na špičku v rámci celé Evropy. Přináší zcela nové možnosti výzkumu, vývoje a inovací, a jeho výkon je příležitostí nejen pro vědce, ale také firmy či mladé talenty.

Úvod

Projekt iniciovalo Středisko společných činností SAS s ambicí spustit superpočítač jako součást Národního kompetenčního centra (NCC) pro vysoce výkonnou výpočetní techniku. Jeho výkon využijí nejen odborníci z akademického prostředí, ale i zájemci z veřejné správy a soukromé sféry. K dispozici bude také malým a středním podnikům nebo začínajícím podnikům, které budou moci realizovat pilotní a ověřovací projekty. V budoucnu se bude používat také při výuce na univerzitách, ve vědeckých laboratořích a také při nadnárodní spolupráci. Jméno Devana pochází ze slovanské mytologie a je symbolické. Devana je „dcera“ – první část plánované komplexní superpočítačové infrastruktury Perun. Očekává se, že ten bude zprovozněn v roce 2025.

Přehled projektu

Instalaci nového slovenského superpočítače jsme zahájili v listopadu 2022 v prostorách Slovenské akademie věd v Bratislavě na Patrónke. Už samotné fyzické přemístění stroje bylo náročné, protože se skládá ze 6 stojanů o celkové hmotnosti více než pět tun. Instalace s následnými zátěžovými testy a konečným nastavením trvala 5 měsíců. Výkon superpočítače se udává jako počet aritmetických operací, které superpočítač provede za sekundu – s teoretickým výkonem až 800 TFlop/s patří Devana mezi 500 nejvýkonnějších v EU.

6 stojanů
5 tun

Prohlášení Country Managera společnosti IXPERTA

„Jako dodavatel cítíme velkou odpovědnost nejen vůči zadavateli – Slovenské akademii věd, ale vnímáme i společenský rozměr tohoto projektu. Superpočítač posouvá možnosti našeho vědeckého rozvoje a zpřístupňuje na Slovensku dosud nevídaný výkon.“Andrej Kavický Country Manager IXPERTA

Technologie

Superpočítač jako celek je postaven modulárně s využitím nejnovějších technologií z oblasti HPC hardwaru a síťové technologického giganta Lenovo. K dispozici je také centralizovaná správa a monitorování provozu systému. Prostorové uspořádání zahrnuje šest kompaktních 42U stojanů řady technologií LeSI (Lenovo Scalable Infrastructure). Má 140 CPU uzlů, každý s 64 jádry Intel a 256 GB RAM, které jsou určeny pro klasické HPC, a 8 akcelerovaných uzlů, každý s 64 CPU jádry, 256 GB RAM a 4x GPU Nvidia A100 – ty jsou určeny pro úlohy z oblasti a strojového učení (AI/ML). Datové úložiště má kapacitu 3,8 PB – jedna část slouží k ukládání trvalých dat uživatele a druhá část slouží k ukládání dočasných dat generovaných simulacemi. Na úrovni souborového systému je použito „open source“ řešení BeeGFS, které umožňuje v případě potřeby plynule zvýšit šířku pásma přidáním dalších datových serverů. Celý systém je připojen pomocí 100 Gbit/s Infiniband s latencí maximálně 10 mikrosekund. Servisní část je nakonfigurována do režimu vysoké dostupnosti – všechny kritické komponenty jsou v případě selhání redundantní.

Inovace

Dodávka a instalace superpočítače byla náročným projektem; kromě samotného superpočítače zahrnovala i komplexní modernizaci elektrického a vodního chlazení na. Na rozdíl od svého předchůdce, modelu Aurel, má díky použití nových moderních procesorů mnohem úspornější a inteligentnější chlazení. Z hlediska nákladů bude mít Devana zhruba poloviční spotřebu energie než Aurel. Technologická novinka spočívá v tom, že kromě klasických procesorů obsahuje i specifický hardware – akcelerátory, založené na grafických kartách, čímž se výrazně liší od Aurelu postaveného čistě na procesorech. Z toho budou těžit moderní aplikace, které se využívají v oblasti umělé inteligence a strojového učení. Další novinkou je servisní modul tvořený čtyřmi servery, jejichž úkolem bude poskytovat některé interní, ale především externí služby (např. OpenOnDemand, grafické rozhraní, specifické služby na míru). Součástí dodávky byla také příprava bezpečnostních a síťových technologií, přičemž zvláštní pozornost byla věnována zabezpečení proti kybernetickým útokům. Řešení využívá plně virtualizovaný firewall společnosti Checkpoint, který umožňuje širokou škálovatelnost, vysokou dostupnost a extrémně rychlé obnovení v případě výpadku. Současný firewall s flexibilitou, která umožňuje dynamický růst podle potřeby, chrání před útoky jak management, tak uživatele, kteří superpočítač používají k vědecké práci. Firewall nové generace nabízí funkce, jako je kontrola adresy url, webového provozu, ochrana proti známým hrozbám a zero-day malwaru v dokumentech a souborech. Přístup a používání stránek jsou zabezpečeny silným ověřováním a prostřednictvím uživatelů VPN a samozřejmě jsou šifrovány. Dalšími výhodami, které zákazníci SAV oceňují, jsou snazší přístup a využití výkonu (výpočetních zdrojů) a autonomie při servisu.

Přínosy a výhody

Výkon Mimořádný výkon až 800 TFlops
Přístup Snadný přístup a používání
Úspory Energeticky úsporné řešení – nízká spotřeba a náklady na provoz
Odpadové teplo Další využití vzniklého odpadního tepla
Bezpečnost Vynikající zabezpečení proti kybernetickým útokům

Vyjádření klienta

„Potřeba vlastního superpočítače roste a Devana by měla být strojem, který uspokojí nejpalčivější slovenskou poptávku po vysoce výkonných výpočtech.“Zástupce CSČ SAV Mgr. Lukáš Demovič, PhD.

Využití

Devana bude nepostradatelná při náročných numerických simulacích, analýze dat a při virtuálním prototypování. Využití výkonu superpočítačů můžeme vidět v současnosti všude kolem nás – největší potenciál má v ekonomice, hospodářství, dopravě, bezpečnosti, jeho superpočítačové schopnosti jsou neocenitelné zejména v zdravotnictví, hraje klíčovou roli v výzkumu nových materiálů nebo průzkumu energetických zdrojů. Může pomoci při řešení klimatické krize, včetně boje s pandemií. Díky novému superpočítači budou výsledky vědeckého výzkumu k dispozici rychleji a komplexněji, budeme se moci zapojit do mezinárodní spolupráce a projektů a zároveň je velká pravděpodobnost, že dojdeme k mnoha důležitým, užitečným a přínosným objevům. Přidanou hodnotou Devany je dostupnost schopností pro komerční využití, a to i pro vývoj nových technologií na principu umělé inteligence.

Rozvoj

V současné době jsou na prvních místech žebříčku TOP500 superpočítačů USA, Čína a Japonsko. EU má však v této oblasti velké ambice, které začíná realizovat i prostřednictvím projektu EuroHPC JU (The European High-Performance Computing Joint Undertaking). Infrastruktura zahrnuje nejvýkonnější stroje z několika zemí. „Díky Devaně a později Perunovi může Slovensko usilovat o to, aby se stalo další zapojenou zemí,“ zdůrazňuje Demovič. Díky těmto možnostem zajistíme, aby slovenští vědci a výzkumníci byli rovnocennými partnery svých evropských kolegů při řešení složitých problémů v různých oborech, abychom vychovávali odborníky a udrželi talenty na Slovensku.

O společnosti IXPERTA

Společnost IXPERTA působí na českém a slovenském trhu již více než 30 let. Specializujeme se na řešení infrastruktury , návrh softwaru na míru, kybernetickou bezpečnost a umělou inteligenci. Pražská centrála společně se šesti pobočkami zaměstnává více než 200 odborníků a náš tým má na svém kontě již 4 000 projektů a úspěšných referencí nejen z České republiky a Evropy, ale také z USA a Asie. Naší superschopností je rozpoznávání trendů od skutečně potřebných inovací a odborných znalostí, což nám umožňuje plnit nejen potřeby našich zákazníků, ale i jejich sny s pomocí nejmodernějších technologií.