Малката изчислителна армия на България

В края на 1993 г. суперкомпютърът Numerical Wind Tunnel на японската корпорация Fujitsu оглавява класацията TOP 500 на най-мощните изчислителни машини в света и остава на върха й 2 години. По сегашните стандарти неговата мощ е малко по-малка от тази на ... iPhone. Звучи забавно, но не е учудващо. В последните години изчислителната сила на суперкомпютрите расте експоненциално, а динамиката е огромна - само преди броени дни IBM детронира досегашния лидер - китайския Sunway TaihuLight, с двойно по-мощния Summit и върна САЩ начело на класацията.

Макар и далече от този суперконкурентен свят, България има своята малка високоизчислителна армия, водена от "Авитохол" в Института по информационни и комуникационни технологии (ИИКТ) към БАН - най-мощният суперкомпютър на целия Балкански полуостров. Близо до понятието "суперкомпютър" е и клъстерът Nestum в Лабораторията за високопроизводителни изчисления към "София тех парк", а в София има още три машини за високопроизводителни изчисления (High-performance Computing, или HPC) - "Мадара" в Института по органична химия към БАН, "Физон" във Физическия факултет на Софийския университет и още една HPC машина в БАН, която работи заедно с "Авитохол".

Абонирайте се за Капитал

Четете неограничено и подкрепяте усилията ни да пишем по важните теми

Алфа мъжкарят на БАН

Преди екипът на "Капитал" да влезе в сградата, в която се помещава "Авитохол", ни предупреждават, че ако искаме да си кажем нещо, по-добре да го направим навън. Вътре шумът е оглушителен – както заради машината, така и заради охладителната система, която го поддържа.

Чл.-кор. Светозар Маргенов, директор на ИИКТ към БАН: "Суперкомпютър" се наричат машини, които в момента на производството им са били в класациятa TOP 500. В България такъв e само "Авитохол" в БАН"."

По думите на директора на ИИКТ-БАН Светозар Маргенов "Авитохол" е единственият в България, който може да бъде наречен "суперкомпютър", тъй като понятието е прието да се ползва за машини, които в момента на производството си са попаднали в TOP 500. "Авитохол", с цена 4 млн. лв., е бил на 331 място при появата му в края на 2015 г., макар че още на следващата година изпада от класацията просто защото технологиите в този сектор се развиват с огромна скорост. Суперкомпютър бе и предишната машина на БАН - Blue Gene, който работеше от 2008 и бе изключен през 2015 г.



Три години след закупуването му "Авитохол" остава най-силната машина на Балканите, което показва не само мощта му, но и липсата на сериозни инвестиции в тази насока в цяла Източна Европа. Всъщност ЕС като цяло изостава в надпреварата, като нито един от суперкомпютрите в топ 10 не е притежание на страна членка. За това и Брюксел планира да похарчи 1 млрд. евро до 2020 г. за закупуването на няколко особено мощни машини, които да върнат ЕС обратно в играта.



Суперкомпютрите се използват за решаване на задачи, които изискват супермащабни изчисления в секунда - проблеми от квантовата механика, метеорологични прогнози, моделиране на молeкулярни структури и т.н. Затова и основни техни потребители са големите университети и научноизследователски институти."Авитохол" не е изключение. Суперкомпютърът се ползва основно от академичната общност, като част от работата му е ежедневно видима - от няколко години например с него се създават по-точни метеорологични карти с мащаб 1 км. Според Маргенов скоро може прогнози с още по-точен мащаб от 400 м да се правят и в градски условия, за да се прогнозира възможността за прахово замърсяване в София.

БАН обаче отдава част от ресурса на машината и на частни фирми. Това става по два начина - когато ИИКТ е част от съвместен проект по оперативна програма или чрез двустранни договори с академията. Така например институтът работи по съвместен проект с медицинската фирма "Амет", която използва суперкомпютъра за моделиране на електрохирургични инструменти. В случаите с двустранни договори пък фирмите финансират целия проект. Разработките им обаче остават тайна поради клаузи за конфиденциалност.

Суперпарк на по-ниска скорост

"Авитохол" изглежда точно така, както повечето хора си представят суперкомпютрите – огромна машина с обем на няколко четирикрилни гардероба. Клъстерът Nestum в "София тех парк" е далеч по-скромен - една кула с размер на шкаф и още три празни гнезда. Първоначалните планове са били в "София тех парк" да има четири кули, но заради свиване на финансирането е закупена само четвърт от техниката. Все пак празните гнезда на Nestum ще бъдат запълнени. Скоро се очаква да бъде добавена още една кула към клъстера, а в следващите години и останалите две, обяснява проф. Марин Христов от Сдружение за научноизследователска и развойна дейност (СНИРД), което управлява лабораторния комплекс към парка.



За проф. Ана Пройкова, която ръководи лабораторията за високопроизводителни изчисления и с екипа си работи по теоретични задачи с приложение в наномедицината, колко е внушителен външния вид на машината няма значение, единствено възможностите й. "Само след няколко години в същия този обем ще можем да сложим около 50 пъти по-мощна машина", смята тя, тъй като тенденцията е суперкомпютрите да стават все по-малки и енергоефективни. Именно изразходването на ток е един от най-важните фактори при суперкомпютрите. По неофициална информация средната месечна сметка на БАН за "Авитохол" е над 10 хил. лв.

Проф. Ана Пройкова, ръководител на Лабораторията за високопроизводителни изчисления в "София тех парк": "За мен най-важният сегмент в работата със супермашините са научните изследвания. С Nestum работим върху различни теоретични задачи и пресмятания."

Насочени и към бизнеса

Nestum с цена 1.1 млн. лв. влиза в употреба с откриването на лабораторията през март 2017 г., като за ползването му има определен модел. Тъй като паркът е създаден по европроект, изискването е 80% от ресурса на машината да отиват за нестопанска дейност, а 20% - за стопанска.

"Пробихме пазара с работата си с "Ръководство въздушно движение". За десет минути на всеки час те ползват машината за пресмятане на топлинните полета около летището и прогнози", казва проф. Пройкова. Скоро към РВД ще се присъединят още две компании, които ще ползват компютъра по програма "Иновации и конкурентоспособност" - "Интелиджънт системс" и "Хийт дизайн". Първата ще разработва единна технологична и функционална платформа за управление на данните и процесите в спедиторски компании, базирана на хибриден облачен модел, а втората ще ползва Nestum за изследвания, измервания и създаване на продуктов прототип.

Освен с партньорства по проекти от оперативната програма, фирмите имат възможност да получат достъп до машината и като кандидатстват директно чрез писмо до СНИРД, в което е нужно да опишат намеренията и нуждите си. "При нас няма ограничения за компании и организации, които да ползват възможностите на всички лаборатории в рамките на позволените 20% стопанска дейност", казва Марин Христов. Капацитетът за момента е незапълнен.

Добрата новина е, че предвид всички проблеми на технопарка лабораториите там се справят добре. При последната оценка на ЕК за състоянието на парка ръководствата на лабораториите са сред малкото в проекта "София тех парк", посочени като "компетентни и бизнес ориентирани".

Следващото поколение В България скоро вероятно ще се появят и други суперкомпютри. "София тех парк" трябва да запълни и 4-те гнезда на клъстера Nestum до няколко години. БАН също трябва скоро да се сдобие с нов суперкомпютър, като от академията биха искали той също да бъде от TOP 500. Директорът на ИИКТ-БАН Светозар Маргенов се надява това да стане след около три години и работата му да се застъпи с тази на "Авитохол".