Naukowcy mają pomysł na wykorzystanie nadwyżek obliczeniowych dużych firm

– Naszym celem jest wsparcie działalności innowacyjnej, głównie małych i średnich przedsiębiorstw, ale też wykorzystanie nadwyżek obliczeniowych dużych firm – mówi dr hab. inż. Michał Śmiałek, prof. PW z Wydziału Elektrycznego, koordynator konsorcjum BalticLSC.

Zgodnie ze sprawozdaniem stowarzyszenia PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) Unia Europejska traci rocznie 2–3% PKB z powodu opóźnień w stosowaniu nowoczesnych metod obliczeniowych. W państwach bałtyckich te wskaźniki są jeszcze gorsze. Dzięki BalticLSC sytuacja ma się poprawić.

Wykorzystać możliwości

– W naszym projekcie skupiamy się na trzech głównych obszarach: dostarczaniu mocy obliczeniowych tym, którzy ich potrzebują, wskazaniu obszarów, w których te moce mogłyby znacząco podnieść konkurencyjność firm oraz zarządzaniu nadwyżkami mocy z korzyścią dla dostawców – wyjaśnia dr hab. inż. Bartosz Sawicki, prof. PW z Wydziału Elektrycznego, szef zespołu implementującego system BalticLSC.

Uczestnicy projektu chcą stworzyć system powiązań i zależności. Firmy i instytucje, które nie mają wystarczającej wiedzy o obliczeniach wysokoskalowych i dostępu do dużych mocy obliczeniowych, dostaną narzędzia ułatwiające formowanie problemów i infrastrukturę przyspieszającą uzyskiwanie potrzebnych wyników. Skorzystają też przedsiębiorstwa, które posiadają odpowiedni sprzęt, ale używają go w ograniczony sposób. Dostępny potencjał obliczeniowy zostanie zaoferowany innym.

Docelowo BalticLSC zakłada też opracowanie modelu biznesowego, który zapewni efektywne wykorzystywanie stworzonego systemu. – Nie chcemy, by był on czysto komercyjny. Zależy nam, żeby uwzględniał różne metody finansowania, wspierał organizacje non-profit i jednostki administracji publicznej, był otwarty na współpracę z nowymi firmami i instytucjami – zaznacza prof. Śmiałek.

Jak to działa?

Komputer generuje określoną liczbę operacji obliczeniowych na sekundę. To ta liczba określa jego moc obliczeniową. – Zwykły komputer jest w stanie jednocześnie przeliczać osiem wątków, a superkomputery – dziesiątki, setki, a nawet tysiące. Komputery możemy jeszcze łączyć w klastry i rozbudowywać właściwie w nieskończoność – wyjaśnia Krzysztof Marek, student Wydziału Elektrycznego zaangażowany w BalticLSC.

To właśnie takie łączenie będzie siłą konsorcjum, któremu lideruje Politechnika Warszawska. W jego skład wchodzą jeszcze RISE Research Institutes of Sweden AB ze Szwecji, IMCS University of Latvia z Łotwy, EurA AG z Niemiec, Municipality of Vejle z Danii, Lithuanian Innovation Centre z Litwy, Machine Technology Center Turku z Finlandii i Tartu Science Park Foundation z Estonii.

Przyspieszenie

Naukowcy z PW odpowiadają za koordynację wszystkich projektowych prac. Zajmują się także tworzeniem oprogramowania.

– Wyzwaniem jest takie zaprojektowanie oprogramowania, żeby było w stanie wykonywać obliczenia na tysiącach czy milionach komputerów jednocześnie. Nazywamy to zrównoleglaniem – mówi prof. Sawicki.

Na czym taki proces polega w praktyce? Posłużmy się przykładem.

– Mamy stocznię, która projektuje nowy kadłub jachtu. Inżynierowie ustalają parametry optymalizacyjne i sprawdzają ich wartości w programach symulacyjnych. Na przykład wąski kadłub okazuje się szybki, ale niestabilny, a szerszy jest stabilniejszy, ale też wolniejszy. A co, jeśli mamy tysiące parametrów? To oznacza miliony przypadków do przeliczenia. Zrobienie pełnego przeglądu przestrzeni rozwiązań w normalnych warunkach zajmie tygodnie, a nawet miesiące – opowiada prof. Sawicki.

– W naszym systemie zamiast przeliczać każdy wariant jeden po drugim, można jednocześnie liczyć wiele z nich – wyjaśnia prof. Śmiałek.

– Wystarczy wgrać zadanie, następnie zostanie ono wysłane do dostępnych komputerów, a po kilku godzinach dostaniemy rozwiązanie – precyzuje prof. Sawicki.

Korzystanie z systemu będzie więc możliwe bez doświadczenia z zakresu obliczeń wysokoskalowych ani nawet umiejętności programistycznych. – Tym zajmujemy się my, to naszym zadaniem jest przyspieszenie procesu. Osoba chcąca wejść do sieci będzie musiała wiedzieć, co chce policzyć. Podstawą będzie wiedza dziedzinowa – mówi Krzysztof Marek.

– Nasz system znajdzie zastosowanie w klasycznej inżynierii, ale też w tak popularnych ostatnio obszarach jak data mining, uczenie maszynowe czy big data – mówi prof. Śmiałek.

Pomoc dla naukowców

Projekt ma być maksymalnie dostosowany do potrzeb i oczekiwań odbiorców. Żeby je dobrze poznać i zrozumieć, naukowcy organizują bezpłatne warsztaty „Big Computing for Smaller Entities”. Zdobyte podczas nich informacje pomogą zaprojektować rozwiązania odpowiadające rzeczywistym wyzwaniom i problemom, z którymi mierzą się firmy, instytucje i innowatorzy.