Prometeusz: polski superkomputer z AGH robił obliczenia bozonu Higgsa

– Niemal 2% obliczeń wykonanych przez CERN przy pracach nad bozonem Higgsa zrobiono na naszym Zeusie – podkreślał Patryk Lasoń z Cyfronetu. Zeus to stary superkomputer AGH. Nowy Prometeusz jest od niego cztery razy szybszy. Na krakowskiej uczelni mówią, że to moc dla polskiej nauki. Pytanie, jak ta moc zostanie wykorzystana.

Komputer ochrzczono imieniem Prometeusz. I zrobiono to całkiem dosłownie, bo wodą święconą, którą rektor Papieskiej Akademii Teologicznej kropił halę. Imię wybrano nie bez powodu. Po pierwsze, postanowiono zachować mitologiczną ciągłość po poprzednikach. Po drugie – jak w czasie uroczystości przecinania wstęgi mówił rektor AGH prof. Tadeusz Słomka – grecki tytan przyniósł ludziom ogień i światło. Możliwości Prometeusza mają spowodować, by światła jeszcze przybyło.

Statystyki wyglądają imponująco. Prometeusz kosztował 41 mln zł. Składa się z 1728 serwerów firmy Hewlett-Packard. Wewnątrz nich pracuje 41 tys. rdzeni obliczeniowych Intel Haswell – opartych na technologii, którą zaprezentowano zaledwie dwa lata temu. To zapewnia moc 40 tys. komputerów osobistych. Wynik, który nie może dziwić, gdy weźmie się pod uwagę to, że pamięć operacyjną Prometeusza podaje się w terabajtach – jednostkach służących do określania rozmiaru największych pamięci masowych. Z kolei przestrzeń dyskową w petabajtach, o istnieniu których przeciętny użytkownik komputera nigdy nie słyszał. Jest to jednostka, która ma 15 zer.

Komputer zmieścił się w 15 szafach i stoi w niewielkim budynku Cyfronetu (Akademickiego Centrum Komputerowego AGH). Nową halę zbudowano specjalnie z myślą o serwerach Prometeusza oraz jego następców. Ma zaledwie dwa piętra i jest pozbawiona okien. W pobliżu da się czasami usłyszeć charakterystyczny szum, który pochodzi z zaawansowanych urządzeń chłodzących. Te także są nowinką, bo temperaturę 41 tys. rdzeni obniża nowy system HP, w którym najważniejsza jest ciepła woda. Co ciekawe, nie płynie ona wewnątrz komputera, a instalacja jest zbudowana tak, że jeżeli powstanie nieszczelność (choć mówią, że nie powstanie), nie woda wytryśnie na zewnątrz, ale powietrze zostanie zassane do środka. To, że „tytan” zmieścił się w tej niewielkiej hali, pozwala ocenić postęp, jaki nieustannie dokonuje się w dziedzinie komputerów o dużych mocach obliczeniowych. Przed nim AGH korzystała z Zeusa, a przed Zeusem z Baribala. Ten ostatni wszedł do użytku zaledwie dziewięć lat temu. Gdyby ktoś chciał osiągnąć moc Prometeusza z wykorzystaniem tamtej technologii, musiałby zmieścić sprzęt w 8 tys. szaf (sic!). Od pierwszego Cybera, który zainstalowano w 1975 r., Prometeusz jest szybszy 3 mld razy.

Moc dla nauki

Nie można przewidzieć, co zostanie odkryte lub opracowane z pomocą superkomputera. – To trochę zasada kury i jajka. Z jednej strony, są zagadnienia, które już na niego czekają. Z drugiej – nowe możliwości pozwalają na zajęcie się nowymi problemami i pojawią się badania, o których dziś jeszcze nie pomyślano. Zresztą to nie my liczymy. My dajemy możliwość liczenia innym – opowiada administrator Prometeusza Patryk Lasoń. Uruchomienie tego komputera to trochę jak otwarcie przed polskimi naukowcami nowych drzwi. Za nimi są nowe możliwości. Teraz muszą się znaleźć tacy, którzy przez te drzwi przejdą i skorzystają z potencjału. – O to jesteśmy spokojni. Już teraz pracujemy z ludźmi, którzy potrafią wykorzystać możliwości Prometeusza – przekonuje Karol Krawentek, zastępca dyrektora ds. infrastruktury informatycznej.

Nieco wniosków można wyciągnąć z przeszłości. Na Zeusie pracowano nad zagadnieniami z medycyny, chemii, nanotechnologii, fizyki, materiałoznawstwa, astronomii, biotechnologii itd., itp., bo w dzisiejszych badaniach naukowych – także w dziedzinach, które laikowi z matematyką zupełnie się nie kojarzą – obliczenia i symulacje komputerowe odgrywają coraz większą rolę. Za ich pomocą można np. tworzyć bardzo zaawansowane modele zachowania cząstek, które pomagają w pracy ludziom zajmującym się farmakologią albo opracowywaniem i udoskonalaniem materiałów. Z pomocą Zeusa wyliczano choćby naprężenia kominów w elektrociepłowniach oraz wytrzymałość i metody chłodzenia fabrycznych walców. Zajmowano się ogniwami paliwowymi i nowymi lekami antygrzybiczymi. Trafiało do niego 8 mln zadań w roku. Dzięki wykorzystaniu superkomputera udało się np. opracować nowy rodzaj nici chirurgicznych. – Gdyby pani, która zajmowała się lekami antygrzybiczymi, miała wszystko liczyć na swoim komputerze, zajęłoby jej to ok. 157 lat – obrazowo opisuje Karol Krawentek.

Prometeusz: Praca na Prometeuszu

Korzystanie z mocy superkomputera nie wymaga nawet wyjścia z domu. Prometeusz jest też częścią sieci PL GRID, którą Cyfronet koordynuje. To wspólny projekt pięciu polskich centrów superkomputerowych, mający zapewnić moc obliczeniową polskim uczelniom. – Analogią, którą często stosuje się przy infrastrukturze tego rodzaju, jest gniazdko elektryczne. Nie obchodzi mnie, skąd płynie do niego prąd. Ważne, że dopływa. Podobnie jest tutaj. Łączymy moc obliczeniową i dostarczamy badaczom, którzy jej potrzebują – mówi Patryk Lasoń. Wystarczy „włożyć wtyczkę do gniazdka” i wysłać zlecenie. Z Prometeusza może więc korzystać badacz z Gdańska, ale może też CERN. Mająca siedzibę w Genewie organizacja odwołała się do pomocy AGH przy dokonywaniu obliczeń w czasie poszukiwania „boskiej cząstki”, a dziś odwdzięcza się zacieśnieniem współpracy z krakowskimi fizykami. Inwestycja zwraca się więc i w taki sposób.

Dostęp do mocy superkomputera jest dla badaczy bezpłatny. – My rozliczamy z publikacji. Oczekujemy, że obliczenia spowodują rozwój nauki – wyjaśnia inż. Krawentek. Koszty działania centrum ponoszą AGH i ci, którzy uczelnię finansują. Naukowcy chętni do wykorzystania mocy superkomputera muszą jedynie zarejestrować się w systemie i opisać plan oraz cel badań. Im lepiej to zrobią i im ważniejszy i oryginalniejszy projekt przedstawią, tym więcej punktów otrzymają w trakcie oceny merytorycznej, która decyduje o przyznaniu dostępu do Prometeusza oraz uznaniu projektu za mniej lub bardziej priorytetowy.

Prometeusz: Święcenie superkomputera

Imponujące było nietypowe dla naszych instytucji publicznych tempo realizacji przedsięwzięcia. O podpisaniu umowy na dostawę Prometeusza AGH informowała w ostatnim kwartale zeszłego roku. Komputer zaczął pracować 27 kwietnia.

Jednak kupić go to jedno, a utrzymać – to coś zupełnie innego. Tutaj potrzebna będzie pomoc władz. W tę jednak naukowcy z AGH zdają się nie do końca wierzyć, bo inaczej trudno byłoby wytłumaczyć to, że postanowili zadbać także o wsparcie najwyższej, niebieskiej instancji. Rektor PAT poświęcił halę z komputerem. I to po raz drugi. Wcześniej pokropił ją już kard. Stanisław Dziwisz.

Czy komputer poświęcony działa lepiej? Nie mogłem się powstrzymać i zapytałem o to rzecznika AGH Bartosza Dembińskiego, ale ten nie za bardzo chciał odpowiedzieć i odsyłał do Cyfronetu, co było wprawdzie perspektywą kuszącą, ale mogło spowodować, że wspaniała robota, którą wykonali jego pracownicy, zniknie za kropidłem, o które zadbał ich szef.

Tak czy inaczej uruchomienie Prometeusza to duży sukces, który otwiera polskim naukowcom drzwi do fascynujących badań. Jak wiele da się zrobić, pokazał już Zeus. To na nim prowadzono obliczenia podczas prac nad grafenem. – Tego, co się tutaj dzieje, nie da się tak do końca przeliczyć na pieniądze. Ale rozwój nauki osiągany m.in. dzięki obliczeniom, których badacze dokonują na naszym sprzęcie, przekłada się na nowe idee i technologie, te zaś na patenty. Uruchomiona produkcja oznacza, że pieniądze spływają do kraju – mówi Lasoń. I ma wiele racji. Ekonomiczny sens inwestycji takich jak Prometeusz tkwi w tym, że powinny one podnosić innowacyjność naszej gospodarki, ta prowadzić do nowych patentów i dynamicznego rozwoju, a ten do większych wpływów z podatków. W ten sposób pieniądze z nawiązką wracają do tego, kto je wydał. Jednak do tego potrzebne są odpowiednie prawo oraz efektywnie działające instytucje, które zadbają, by z polskich patentów korzystała nasza gospodarka. Na razie z tym różnie.

Ale potrzebne jest i to, by polscy naukowcy przeszli przez drzwi, które otworzyła dla nich AGH, i wykorzystali możliwości nowego superkomputera. Prof. Wojciech Nowak, rektor Uniwersytetu Jagiellońskiego, na uroczystości otwarcia mówił: – Prometeusz będzie płakał, jeżeli nie będzie miał nad czym pracować. W Cyfronecie są pewni, że powodów do płaczu nie będzie. Można mieć nadzieję, że wiedzą, co mówią. Jednocześnie trzeba pamiętać, że zdecyduje o tym stan polskiej nauki oraz wyobraźnia urzędników odpowiadających za jej finansowanie.

Tekst pochodzi z Tygodnika Przegląd.