Szuperszámítógépek Magyarországon

Milyen feladatai vannak és hogyan is néz ki valójában egy szuperszámítógép? Többek közt ezekre a kérdésekre kerestünk választ három hazai szuperszámítási rendszernél tett látogatásunk során.

Gyakran esik szó szuperszámítógépekről a nemzetközi és hazai számítástechnikai sajtóban, azonban ezen hírek olvasásakor gyakran felmerül a kérdés: valójában mi is tartozik ebbe a kategóriába, hogyan is néznek ki ezek a gépek, hol találhatók vagy éppen mire használják őket? A "szuper" kategóriába a rendkívül nagy számítási teljesítményt nyújtó számítógépek tartoznak, ezek rendkívül sokféle feladatot elláthatnak. Cikkünkben három hazai példával - két kutatói számítási rendszerrel és az Országos Meteorológiai Szolgálat szupergépével - igyekszünk illusztrálni a témakört, dióhéjban felvillantva emellett a világ jelenleg legerősebb konfigurációjának, a nemes egyszerűséggel csak Earth Simulator ("Földszimulátor") névre keresztelt gépnek a tulajdonságait.


Szupergép az NIIF-nél: a legerősebb "magyar"

- Már a kilencvenes évek elején felmerült a gondolat, hogy a magyarországi kutatói szférának szüksége lehet egy olyan eszközre, mely szuperszámítógépes teljesítményt nyújt - kezdi ismertetni a jelenleg legerősebb hazai konfiguráció történetét Máray Tamás, a Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési program (NIIF) technikai igazgatója. Az igényt hazai egyetemeken, kutatóintézetekben folyó olyan kutatások, projektek hozták felszínre, melyek elvégzéséhez extra nagy számítási kapacitás kellett. A hazai kutatók ebben az időben megfelelő eszköz híján az ilyen számításokhoz külföldi - többek közt német, svéd és amerikai - szuperszámítógép-központokból "kértek kölcsön" kapacitást, ez azonban sok esetben igen nehezen kivitelezhető, kényelmetlen megoldás volt. A kilencvenes években több tanulmány is készült, melyek alátámasztották az oktatási-kutatási szupergép igényének létjogosultságát. Az ügyet végül az NIIF karolta fel és végül az akkori oktatási minisztérium hozzájárulásával, tendereztetés után beszerezték a ma is működő Sun gyártmányú rendszert, melyet 2001 elején sikeresen be is üzemeltek az NIIF Victor Hugo utcai központjában.

NIIF

A program a teljes hazai kutatási, felsőoktatási és közgyűjteményi közösség számára biztosít országos számítógép-hálózati infrastruktúrát, valamint erre épülő kommunikációs és informatikai szolgáltatásokat. Az NIIF költségvetési büdzsére támaszkodik.A NIIF honlapja

Telepítése idején a konfiguráció bekerült a világ legnagyobb számítási teljesítményét nyújtó gépeket rangsoroló Top500 Supercomputers listára is. Az eredeti modellt azóta bővítették, s bár a gép időközben kiszorult a Top500 listáról, Magyarországon továbbra is a legerősebb számítógépként tartják nyilván a 192 processzoros, három egységből álló rendszert.

A technikai igazgató a rendszer beszerzési áráról csak annyit árult el, hogy százmilliós nagyságrendű, hozzátéve: ez az ár is úgy jöhetett ki, hogy a szállító töredékáron, a listaárhoz képest töredékáron, igen nagy engedménnyel kínálta a tenderen.

A felhasználás rendszere

A szuperszámítógép feladata könnyen definiálható: a Sun-konfigurációnak "mindössze" a hazai kutatói közösség számítási igényeit kell kiszolgálnia. Ez a gyakorlatban azért valamivel összetettebb: a gép számítási kapacitása az interneten keresztül elérhető, így a kutatók távolról - legyenek akár valamelyik budapesti kutatóintézetben, vagy a pécsi vagy szegedi egyetemen - is felhasználhatják a monstrum erejét. Máray elmondása szerint az igényeket az NIIF-központban fogadják, ezek elbírálásra kerülnek, egy-egy projekt ezután juthat - általában már egy héten belül - az igényelt gépidőhöz. A kutatók ezután hozzáférést kapnak a szuperszámítógéphez és ezután "otthonról" használhatják azt, az interneten keresztül felmásolva gépre a számításhoz szükséges adatokat és programokat. A beérkező feladatokat a gépen működő intelligens ütemezőszoftver rakja sorba, illetve osztja ki végrehajtásra a rendszerbe, megpróbálván az erőforrásokat optimálisan kihasználni.

A működtetők tapasztalatai szerint nincsen tipikus felhasználás, illetve számítási feladat: vannak mindössze egy-két óra alatt lefutó számolások, de akadnak hónapokig futó feladatok is. Máray elmondása szerint a fizikusok és a vegyészek a szuperszámítógép leggyakoribb felhasználói, emellett ők is igénylik a legtöbb gépidőt. Mellettük persze változatos a felhasználók köre: csillagászok és geológusok ugyanúgy a gép gyakori használói, mint például a biológusok vagy az orvosok. A hazai kutatók számára az NIIF szuperszámítógépének használata díjmentes. Átlagos kihasználtsága 80 százalék fölött van, sokszor előfordul azonban olyan is, amikor a rendszer teljes, vagy közel 100 százalékos kihasználtsággal működik, adott esetben akár napokig is.


Másodpercenként 180 milliárd művelet

A gép eredeti kiépítésben másodpercenként 60 gigaflopos (egy gigaflop=egymilliárd lebegőpontos számítási művelet másodpercenként) kapacitása ma körülbelül 180-ra tehető. A kezdet óta eltelt két és fél évben nem csak a processzorok számát növelték - ma már összesen 192 processzor végzi a szuperszámítógép feladatait -, de emelkedett a szupergép memóriájának és háttértárának kapacitása is. A szuperszámítógép egy Sun Fire 15000, 2 db Sun Ultra Enterprise 10000 és a rendszert kiszolgáló Sun Fire 480R gépből áll.

A 15k szerver 64 darab UltraSparc III+ 1050 megaherzes processzort és 131 gigabájt memóriát, az egyik Sun Ultra Enterprise 10000 szerver 64 darab UltraSparcII 400 megaherzes processzort és 32 gigabájt memóriát,a másik Sun Ultra Enterprise 10000 szerver 64 darab UltraSparcII 466 megaherzes processzort és 32 gigabájt memóriát, SunFire 480R szerver 4 darab UltraSparcIII+ 900 megaherzes processzort és 8 gigabájt memóriát tartalmaz.
 
Kisebb számítási kapacitású, ám a Sun-géphez hasonló technológiával épített számítógépet használnak az úgynevezett kritikus rendszereik működtetéséhez például a bankok, repülőterek, vagy például a közműszolgáltatók, erőművek.