EuroHPC JU, organizácia pre vysokovýkonné výpočty, pravidelne vyhlasuje výzvy, do ktorých sa môžu zapojiť aj podnikatelia. S čím firmám superpočítače pomáhajú a ako postupovať?
O tzv. „superpočítačoch“ možno mnohí ešte nepočuli a nevedia, na čo slúžia. Prínosné pritom môžu byť aj pre podnikateľov. Ide totiž o vysokovýkonnú výpočtovú infraštruktúru (skratka HPC) - nástroj, ktorý pomáha rozvoju inovácií, zvyšovaniu produktivity či konkurencieschopnosti. Superpočítač si možno predstaviť ako súbor mimoriadne výkonných počítačov prepojených vysokorýchlostnou sieťou, vďaka čomu poskytujú väčší výpočtový výkon ako bežne dostupné počítače. V praxi môže firmám pomôcť napríklad lepšie predpovedať chybovosť konečného produktu a identifikovať kritické parametre ešte počas výroby. Môže tak znížiť čas uvedenia produktu na trh, obmedziť chybovosť a šetriť firmám financie. K superpočítačom sa podnikatelia teraz môžu dostať aj vďaka výzvam (programom, v rámci ktorých možno žiadať o prístup k technológii) pod záštitou Spoločného európskeho podniku pre vysokovýkonné výpočty – EuroHPC JU (European High Performance Computing Joint Undertaking).
EuroHPC JU poskytuje prístup k superpočítačom aj Slovákom
Ide o iniciatívu Európskej únie, európskych krajín a partnerov zo súkromného sektora, ktorej cieľom je vybudovať európsky HPC ekosystém na svetovej úrovni. Aj Slovensko patrí do EuroHPC JU, a to od roku 2019. Je tak súčasťou organizácie, ktorá združuje 33 európskych krajín, EÚ v zastúpení Európskej komisie a dvoch súkromných partnerov (ETP4HPC a BDVA).
EuroHPC JU spolufinancuje obstaranie a prevádzku superpočítačov v Európe a následne manažuje a poskytuje prístup k týmto výpočtovým kapacitám pre záujemcov z akademického, súkromného aj verejného sektora. Momentálne je možné získať prístup k superpočítačom s názvom Karolina (Česká republika), Vega (Slovinsko), Meluxina (Luxembursko), Discoverer (Bulharsko) a LUMI (Fínsko). Hoci ide o superpočítače umiestnené v zahraničí, prístup k nim môžu získať aj žiadatelia zo Slovenska.
Výzvy EuroHPC – zapojiť sa môžu aj podnikatelia
Prísup k EuroHPC superpočítačom je možné získať v rámci niekoľkých výziev alebo schém:
- prístup pre testovanie,
- prístup pre vývoj softvéru,
- pravidelný prístup pre projekty a
- tzv. extreme scale prístup.
„Všetky výzvy v rámci EuroHPC sú určené nielen pre výskumníkov z akademického prostredia, ale aj pre súkromné spoločnosti. Podnikatelia sa preto do nich môžu zapojiť, ak sídlia v krajine Európskej únie a venujú sa civilnému výskumu a vývoju,“ približuje Lucia Demovičová, koordinátorka Národného kompetenčného centra pre HPC, ktoré je súčasťou Slovenskej akadémie vied.
„Podnikateľom, ale aj iným používateľom, určite odporúčam začať s prístupom pre testovanie alebo pre vývoj softvéru, kde je možné viac experimentovať. V týchto výzvach nie je taká výrazná konkurencia a aj samotné vyplnenie žiadosti je jednoduchšie. Zároveň získajú technické dáta, ktoré sú potrebné na podávanie žiadostí v ostatných typoch výziev,“ odporúča L. Demovičová.
EuroHPC prístup pre testovanie a vývoj
Táto výzva je otvorená priebežne počas roka. Uzávierka je každý mesiac k prvému dňu (1. január, 1. február atď.), čo znamená, že záujemcovia môžu podať žiadosť v podstate kedykoľvek. Prístup k superpočítačom dostanú do 2 týždňov od uzávierky. V jednotlivých termínoch môžu byť dostupné rôzne HPC systémy, všetky informácie sú dostupné vopred na stránke prace-ri.eu. Žiadatelia sa musia zaregistrovať a podať projekt prostredníctvom portálu pracecalls.eu.
Výzva pre prístup za účelom testovania je určená na testovanie škálovania počítačových programov. Výsledok je potom východiskom napr. pre budúcu žiadosť o prístup EuroHPC Extreme Scale. Používatelia získajú výpočtovú kapacitu (strojový čas ) s 3-mesačným prístupom.
V prípade výzvy pre prístup za účelom vývoja softvéru sú cieľovou skupinou autori projektov zameraných na vývoj programov, algoritmov a ich optimalizáciu. Používatelia získajú strojový čas s prístupom na 1 rok (s možnosťou predĺženia).
EuroHPC pravidelný prístup pre projekty
Ďalšou prebiehajúcou je výzva zameraná na získanie pravidelného prístupu pre projekty. Otváraná je priebežne počas roka, s tromi termínmi uzávierky. Ten najbližší je 4. novembra 2022. „Táto výzva je určená pre komplexné projekty s potenciálom významne prispieť k vývoju inovatívnych riešení v danej oblasti a s vysokým spoločenským / technologickým dopadom,“ vysvetľuje L. Demovičová.
Záujemcovia musia podať žiadosť, v ktorej poskytnú informácie o svojom projekte, ako aj technické dáta, ktorými odôvodnia požadovaný objem výpočtovej kapacity. Vyhodnocuje sa tak kvalita projektu, ako aj technické požiadavky. „Zároveň sa musí žiadateľ zaviazať k publikácii výsledkov projektu,“ dodáva odborníčka.
Žiadosti je možné podať online prostredníctvom portálu pracecalls.eu. „Pre mnohých, aj skúsenejších používateľov, býva problém napríklad definovať a zdôvodniť požadovanú výpočtovú kapacitu. V Národnom kompetenčnom centre pre HPC s celým procesom radi a bezplatne pomôžeme, v rámci konzultácie vyplníme žiadosť spolu s klientmi alebo poskytneme pomoc podľa individuálnych potrieb.“
V tejto výzve je úspešným projektom pridelený prístup
k vybranému superpočítaču, ktorý je časovo obmedzený na 1 rok. Technickú
podporu môžu riešitelia využiť v tom HPC centre, ktorého infraštruktúru
využívajú.
EuroHPC extreme scale prístup
Na konci septembra bola spustená ešte jedna výzva, zameraná na tzv. extreme scale prístup. „Je určený pre mimoriadne inovatívne aplikácie, ktoré preukázateľne dokážu efektívne využiť extrémne veľké výpočtové kapacity v zmysle výpočtového času, dátových úložísk a pod. Ide o masívne paralelizované softvérové riešenia alebo extrémne zložité simulácie, ktoré skutočne potrebujú čo najvýkonnejší hardvér (paralelné výpočty sú také, v ktorých viacero procesov prebieha súbežne, čím sa výrazne skracuje čas výpočtu),“ uvádza L. Demovičová. Zároveň dodáva, že práve vývoj nových algoritmov a aplikácií schopných naplno využiť prichádzajúcu generáciu exascale superpočítačov bude dôležitým faktorom, ktorý umožní prelom vo výrobe, skladovaní a prenose energie, pokročilých materiáloch, aditívnej výrobe (3D tlači), chemickom dizajne, umelej inteligencii, výskume a liečbe rakoviny, klimatických modeloch a v mnohých ďalších oblastiach.
V tejto výzve preto majú šancu uspieť najmä projekty s vysoko inovatívnym prístupom a získať pre svoj výskum veľký objem výpočtových kapacít, a to na superpočítačoch Leonardo a LUMI (ktorý je najvýkonnejším superpočítačom v Európe a tretí najvýkonnejší na svete).
Do výzvy sa môžu zapojiť aj firmy, a to do 3. novembra 2022. Organizátori pritom odporúčajú, aby sa podnikatelia zapojili spolu s akademickými výskumnými skupinami. „Vzhľadom na vysokú kompetitívnosť a špecifické zameranie tejto výzvy očakávam, že sa zúčastnia najmä tie súkromné spoločnosti, ktoré majú rozvinutý výskum a vývoj a nie sú nováčikmi na poli vysokovýkonného počítania (HPC).“
Pokiaľ ide o podanie žiadosti, ide o podobný postup ako pri predchádzajúcej schéme. Okrem online formulára je však potrebné vypracovať aj samostatný dokument - „Rozsah a plán projektu“. Hodnotenie, tak ako pri ostatných výzvach, prebieha formou peer-review (recenzné hodnotenie tretími osobami, ktoré sú činné v rovnakej oblasti).
Vzdialenosť superpočítačov nie je prekážkou
Aj keď sa superpočítače nachádzajú v zahraničí, podľa L. Demovičovej vzdialenosť rozhodne nie je prekážkou. Vysvetľuje, že je bežnou praxou, že používateľ využíva prístup na systémy v iných krajinách. „Mnoho úspešných spoluprác bolo realizovaných na superpočítačoch inštalovaných doslova na opačnom konci Európy ako zúčastnení riešitelia,“ uvádza odborníčka a dodáva: „Dôvod, prečo slovenskí vývojári a výskumníci tieto možnosti využívajú len v malej miere, je prevažne slabá informovanosť o samotných výzvach a procese podávania žiadostí. Do budúcnosti musíme na Slovensku posilniť povedomie o superpočítaní a jeho výhodách. Taktiež používateľom mimo akademického prostredia čo najviac uľahčiť prístup a poskytovať doplnkové služby.“ V praxi sa využíva prístup cez vzdialený linuxový terminál, no v niektorých HPC centrách je možné využiť aj prístup cez webové rozhranie.
Prečo a ako superpočítač využiť v podnikaní?
A prečo by mali podnikatelia o možnosti využitia superpočítačov vedieť? Superpočítače alebo HPC systémy sú „high-tech“, teda pre podnikateľov sú najmä nástrojom pokročilej digitalizácie. Lucia Demovičová vysvetľuje, že vysoký výpočtový výkon môže byť potrebný pri spracovávaní veľkých objemov dát, pri simuláciách a prototypovaní či aplikáciách umelej inteligencie a strojového učenia.
EuroHPC superpočítače nie sú rovnaké. Každý má inú architektúru a žiadatelia si preto môžu vybrať taký, ktorý najlepšie vyhovuje ich nárokom. Na Slovensku napríklad ešte nie je verejne dostupný superpočítač s dostatočne výkonnou akcelerovanou časťou vhodnou pre náročné aplikácie umelej inteligencie. Podnikatelia, pre ktorých by takýto systém bol prínosný, k nemu môžu získať prístup práve vďaka výzve zameranej na pravidelný prístup pre projekty, a to bezplatne.
Firmy sa môžu inšpirovať aj viacerými úspešnými príkladmi využitia superpočítačov v podnikateľskom prostredí. Jedným takým je webová služba pre monitorovanie environmentálneho dopadu industriálnej činnosti. „Numerické simulácie sa používajú na posúdenie a predpovedanie environmentálneho vplyvu uvoľňovania alebo vypúšťania chemických látok do ovzdušia, mora alebo pôdy. Simulovať sa dajú bežné emisie, ale aj núdzové situácie pri náhodných únikoch. Do simulácie vstupuje množstvo externých údajov z rôznych zdrojov o topografii, využití pôdy, meteorológii, budovách a dopravných emisiách,“ opisuje odborníčka. Nastavenie a vykonanie environmentálnej simulácie inžinierom ale trvá týždne. Francúzska firma AmpliSIM dokázala s odborníkmi na HPC prispôsobiť simuláciu a spracovanie dát na superpočítači tak, že to trvá len niekoľko dní. „Celkový čas simulácie sa skrátil o viac ako 60 %, čo v kombinácii s dobrou kvalitou údajov a malými chybami v procese modelovania znamená úspešný a vyhľadávaný produkt.“
Podobne HPC technológie pomohli španielskej firme Juan Yacht Design, ktorá sa špecializuje na dizajn výletných jácht a pretekárskych člnov. Superpočítače využili na vývoj a implementáciu nových modelov s presnejšou simuláciou prúdenia vzduchu okolo plachiet. „Tým získali konkurenčnú výhodu oproti iným výrobcom, ktorí používajú štandardné metódy.“
O prínose superpočítačov sa dá dozvedieť aj na prednáškach
Povedomie o superpočítačoch a digitálnych technológiách šíri Národné kompetenčné centrum aj prostredníctvom rôznych prednášok. Určené sú pre širšiu verejnosť, pozvaní odborníci v nich vysvetľujú, ako sa superpočítače využívajú v rôznych oblastiach vedy a výskumu. „Je to výborná príležitosť dozvedieť sa zaujímavé informácie a neformálne podebatovať so slovenskými výskumníkmi. V práve prebiehajúcom semestri sme sa rozhodli bližšie venovať aktuálnej téme kvantových technológií a v spolupráci s Národným centrom pre kvantové technológie QUTE.sk organizujeme päť na seba nadväzujúcich prednášok,“ dodáva L. Demovičová. Prednášky sa konajú v budove Výpočtového strediska v areáli SAV na Patrónke v Bratislave. Najbližšia sa uskutoční 18. októbra 2022 a záujemcovia sa musia zaregistrovať na itkurzy.sav.sk.
