Superrýchle počítače vstúpili na scénu len nedávno, no napriek tomu sa im za krátky čas podarilo ovládnuť vedecký výskum a vývoj. Pomohli zmapovať ľudský mozog, dokážu simulovať zložité fyzikálne javy a dnes vstupujú do novej éry.

Práve táto téma dominovala na aprílovej konferencii Vstúpte s nami do sveta superpočítačov na pôde Technickej  univerzity v Košiciach. Odborníci na High Performance Computing (HPC) zo spoločnosti Hewlett Packard Enterprise (HPE) predstavili, aké výzvy a príležitosti so sebou prináša HPC, aké je jeho praktické využitie, a čo možno očakávať od jeho budúceho vývoja. 

Konferenciu spoločne otvorili rektor Technickej univerzity v Košiciach (TUKE) Stanislav Kmeť a generálny riaditeľ Hewlett Packard Enterprise Slovakia Santiago Aguado. S prednáškami vystúpili Luboš Kolář, produktový špecialista zo spoločnosti Hewlett Packard Enterprise Česká republika a Tomáš Karásek z Národního centra kompetence v HPC v Českej republike.

V Čechách je superpočítač už dávno, Slovensko zaostáva
Pravdou je, že Slovensko v posledných rokoch žiadny nový superpočítač nenasadilo. Jediný superpočítač na našom území, známy pod menom Aurel, bol uvedený do prevádzky už pred 10 rokmi.
Ako podotkol rektor TUKE Dr. h. c. prof. h. c. prof. Ing. Stanislav Kmeť, DrSc., náš západný sused význam HPC pochopil dávno. V Ostrave vybudoval supermoderné centrum určené výhradne pre vysokorýchlostné počítanie. Nezaostávajú ani Poliaci, ktorí svoje HPC centrum postavili v krakovskom IT hube. Budú ďalšie na rade práve Košice?

„Mať superpočítač v Košiciach by bola úžasná vec. Ako vedec viem, čo znamená robiť s prostriedkami, ktoré sa môžu nasadzovať do HPC. Zlepší to kvalitu výskumu, ale aj počet publikačných výstupov a úroveň univerzity. Som veľmi rád, že o tom hovoríme práve na pôde našej univerzity,“ uviedol rektor TUKE.

Podľa neho odborníci z HPE na konferencii  veľmi pútavou formou predstavili prelomový význam, široké aplikačné spektrum a sľubnú perspektívu HPC. „Prednášky u všetkých zúčastnených zanechali veľmi silný dojem a jasnú predstavu o benefitoch superpočítača. Vidieť ich nielen v oblastiach vedy, výskumu a vzdelávania, ale je potrebné ich vnímať na báze mesta, kraja, resp. celého východného regiónu Slovenska, kde môžu významne prispieť ku komfortu a skvalitneniu života, a tým aj k rozvoju spoločnosti. Budúcnosť jednoznačne smeruje k implementácii spoločných digitálnych stratégií, dátovej suverenite a zdieľanej interoperabilnej IT infraštruktúry a práve HPC tu môže zohrať dominantnú úlohu,“ dodal rektor S. Kmeť.

Jeho slová podporuje aj prorektor TUKE prof. Ing. Ervin Lumnitzer, PhD.: „Túto konferenciu sme dlhodobo plánovali a musím povedať, že splnila naše očakávania. Zúčastnil sa na nej celý rad odborníkov z oblasti IT, ale hlavne aplikačných oblastí. Prekvapil ma záujem odborníkov cielený na aplikačné možnosti využitia HPC, a to nielen zo stany vedeckovýskumných pracovníkov univerzity, ale aj zo strany spoločností z praxe. Som presvedčený, že vysokorýchlostné počítanie predstavuje novú, vyššiu kvalitu, než aká sa v súčasnosti prezentuje vo väčšine aplikácií. Môže to akcelerovať  nielen rozvoj vedy a výskumu na univerzitách, ale aj prerásť hranice inštitúcií a priniesť rozvoj mesta a regiónu. V oblasti vzdelávania môže dôjsť k zvýšeniu jeho kvality, ako aj k zvýšeniu uplatniteľnosti absolventov na trhu práce. Vzniknú nové študijné programy, ktoré posunu úroveň absolventov do úplne iných dimenzií.“

Aj Jozef Ondáš, jeden zo zakladateľov združenia Košice IT Valley, ktoré zmenilo Košice na IT mesto, vyzdvihol obrovské prínosy HPC pre košický región: „Som presvedčený, že Košice sú po profesionálnej stránke dosť dobre pripravené na využitie supercomputingu. Superpočítač významne podporí ďalší rozvoj a využitie IT a inteligentných technológií v regióne a posunie vedu, výskum, inovácie, vzdelávanie či zamestnanosť na svetovú úroveň. Určite by to významne podporilo aj ďalší rozvoj nášho ľudského potenciálu.”

HPC ako úplne nový level digitalizácie
Podľa štúdie spoločnosti Gartner až 97 % podnikov, ktoré začali využívať superpočítače, si svoje fungovanie bez vysokorýchlostného počítania dnes už nevie predstaviť. Predpokladajú, že bez tejto technológie by dokonca nemohli efektívne fungovať.
Zároveň platí, že 1 dolár investovaný do HPC dokáže miestu alebo regiónu, kde sa superpočítač nachádza, priniesť výnosy až vo výške 507 dolárov. 

„Superrýchle počítače nemajú teda význam len pre vedu a výskum, prinášajú aj komerčný efekt,“ tvrdí generálny riaditeľ HPE Slovakia Santiago Aguado. HPC má podľa neho obrovský potenciál nielen pre výskumné inštitúcie a univerzity, ale pre celú krajinu a jej rozvoj.
„Sme jedným z lídrov v oblasti superpočítačov. S americkou Národnou bezpečnostnou agentúrou sme podpísali 10-ročný kontrakt, počas ktorého jej budeme poskytovať vysokorýchlostné počítanie formou služby, ako aj spracovanie obrovského množstva dát a nástroje umelej inteligencie,“ dodal. HPC aplikácie od HPE slúžia v mnohých oblastiach každodenného života: od predpovedí počasia až po výskum materiálov či nových liečiv a vakcín.

Moderná veda sa bez HPC nezaobíde
HPC je dnes v nadnárodnom vedeckom výskume absolútnou nevyhnutnosťou. „Nejde len o to mať tieto nástroje k dispozícii, treba ich aj vedieť prakticky používať. Myslím, že práve košická univerzita má v tejto súvislosti veľmi prominentné postavenie. Verím, že sa jej tento projekt podarí dotiahnuť do konca,“ konštatoval S. Aguado.
Nasadenie HPC by bolo pre absolventov univerzity veľmi prínosné. Naučili by sa totiž pracovať s najmodernejšími technológiami už počas štúdia a do praxe by prichádzali  vyzbrojení neoceniteľnými znalosťami.

Exascale mašiny sú oproti prvým superpočítačom až tisícnásobne rýchlejšie
Exponenciálny nárast dát, požiadavky na analýzy a rozhodovanie v reálnom čase, masívny nástup využívania metód umelej inteligencie, zrýchľovanie vývojových cyklov výrobkov využívaním tzv. digitálnych dvojčiat – to sú iba príklady tém, ktorým v poslednej dobe čelíme. 
Superpočítače v súčasnosti vstupujú do úplne novej éry takzvaných exascale výpočtov, ktoré tieto operácie zvládnu bez problémov. Exascale systémy dokážu vykonať aspoň jeden exaFLOPS výpočet – čiže miliardu miliárd výpočtov za sekundu. Je to 50-násobné zrýchlenie výpočtov ako v prípade najvýkonnejších superpočítačov, ktoré sa dnes používajú. Oproti prvému petaflopovému počítaču, ktorý bol uvedený do prevádzky v roku 2008, ide až o tisícnásobný nárast rýchlosti výpočtov.
Nové riešenia, ktoré nedávno predstavila spoločnosť HPE, sú určené práve pre takéto zariadenia. Vyznačujú sa explozívnym rastom údajov a novými konvergovanými pracovnými úlohami, ako sú HPC, AI a analytika. Pre vedecký výskum a ľudstvo je to nevídaný skok vpred.

Nasadenie superpočítača je pre krajinu obrovským posunom
Rozvoj vysokovýkonného počítania je jednou z kľúčových oblastí pre posilnenie inovačných schopností každej krajiny. Ako tvrdí Luboš Kolář, odborník na superpočítače z českej pobočky HPE, superpočítač je iba nástroj, ktorý na efektívne fungovanie potrebuje kvalitne vybudovaný ekosystém, a najmä tím expertov, ktorí s ním vedia pracovať.  
„Na svete sa v posledných rokoch začalo nové ,zbrojenie´. Krajiny sa predbiehajú v tom, ktorá z nich bude mat výkonnejšie superpočítače, a ktorá sa stane lídrom v HPC výkone,“ priblížil L. Kolář. Podľa neho sú na čele jednoznačne USA, Čína a Japonsko, doháňať sa ich snažia veľké a bohaté štáty EÚ.
Ambíciou EÚ je odstrihnúť sa od závislosti v oblasti HPC od iných štátov a stať sa veľmocou v oblasti vysokovýkonného počítania. Únia chce zároveň diverzifikovať rozmiestnenie superpočítačov naprieč celým svojím územím a podporiť aj menšie krajiny v tom, aby si vybudovali vlastné lokálne HPC centrá a mali k dispozícii supervýkonné zariadenia zvládajúce aj tie najkomplikovanejšie výpočty.
„Tieto centrá by sa mali stať zdrojom pre supervýpočty pre okolité podniky, ale hlavne by v nich mali pôsobiť expertné tímy, ktoré HPC rozumejú a budú posúvať výskum a vývoj dopredu,“ hovorí odborník z HPE. Zároveň potvrdzuje slová riaditeľa slovenskej pobočky HPE: nestačí superpočítač len postaviť a vlastniť. Musíte ho vedieť obsluhovať. 

HPC je magnetom pre nových investorov
Podpora HPC je dôležitá z viacerých dôvodov. Návratnosť tejto investície je veľmi rýchla, podporí sa tým vzdelávanie a znalostná ekonomika. Podľa L. Kolářa existuje súvislosť medzi nasadením moderných technológií a rastom HDP. „Krajiny s vysokým rastom HDP patria medzi lídrov v superrýchlych výpočtoch.“
Inovatívne krajiny majú väčší potenciál pre lákanie investorov s tendenciou robiť v takejto krajine aj výskum a vývoj, nielen vyrábať produkty. „Z ,montážnej dielne´ sa aj z malej krajiny môže stať líder v inováciách. Práve výskum a vývoj posúvajú inovácie a biznis vpred a k tomuto cieľu môže nasadanie HPC veľmi významne prispieť.“
V Čechách fungujú superpočítače v Ostrave, jeden používa aj automobilka Škoda. „Pre ľudí je práca so superpočítačom neoceniteľné know-how. Vďaka skúsenostiam z oblasti HPC môžu svoje riešenia uplatniť celosvetovo. Je faktom, že len na to, že máte v HPC centre vybudovaný tím odborníkov, dokážete nabaľovať ďalšie a ďalšie investície,“ skonštatoval L. Kolář z HPE.
Ako dodal, superpočítač môže tiež pomôcť k vytváraniu výskumných a vedeckých konzorcií medzi akademickou, štátnou a súkromnou sférou. Vo svete sú takéto projekty bežne podporované vládami, keďže si uvedomujú potenciál takýchto projektov.

Viac o superpočítačoch HPE sa dozviete na https://www.doveryhodneit.sk/hpe-vybuduje-novy-superpocitac-pre-narodne-superpocitacove-centrum-v-singapure/
Viac o exascale superpočítačoch HPE sa dočítate na https://www.doveryhodneit.sk/supervykonne-a-ai-riesenia-pripravene-pre-exascale-eru-prinasa-spojenie-hpe-a-cray/ 
Všetky služby a produkty HPE nájdete na www.doveryhodneit.sk