Uusi superkone mahdollistaa uudenlaista tutkimusta

09.10.2006

Suomalaiset tutkijat saavat käyttöönsä supertietokoneen, joka merkitsee hyppäystä uudelle tasolle laskentatehossa. Uuden superkoneen avulla voidaan lähteä tutkimaan ilmiöitä, joihin aiemmin ei ollut mahdollisuuksia. Samalla nykyisten laskentamallien tarkkuutta voidaan kasvattaa huomattavasti.

Tieteen tietotekniikan keskus CSC hankkii opetusministeriön valtuuttamana sekä uuden supertietokoneen että uutta superklusterikapasiteettia.

Uusi supertietokone

Uuden massiivisesti rinnakkaisen superkoneen toimittaa Cray Inc. Cray Hood -superkone skaalautuu erittäin hyvin myös kaikkein vaativimpiin tieteellisen laskennan tehtäviin. Lopullisessa kokoonpanossa superkoneen teoreettinen huipputeho on yli 70 Tflops ja se kuuluu Euroopan tehokkaimpien laitteistojen joukkoon. Laitteisto asennetaan useassa vaiheessa vuosien 2006 – 2008 aikana.

 Cray Hood on nykyisen Cray XT3:n seuraaja ja sen suunnittelussa on otettu erityisesti huomioon todellinen suoritusteho erilaisissa tieteellisissä sovelluksissa. Laitteisto sisältää tuhansia AMD Opteron –suoritinytimiä, joita ohjaava käyttöjärjestelmä on optimoitu parhaan tehon saavuttamiseksi. Suorittimia yhdistää Crayn suunnittelema laajakaistainen ja pienen latenssin omaava tietoliikenneväylä, jossa hyödynnetään HyperTransport -tekniikkaa ja Crayn omaa SeaStar -reititys- ja tietoliikennesirua. 

”Hankintapäätöstä on edeltänyt monivaiheinen valintaprosessi, jonka aikana tarjottavia laitteistoja on testattu CSC:n asiakkaiden käyttämillä ohjelmistoilla. Valinnassa painoi hankittavan laitteiston erinomainen suoritusteho ja skaalautuvuus. Uusi järjestelmä auttaa CSC:n asiakkaita kaikkein haastavimpien tieteellisten ongelmien ratkaisemisessa”, sanoo CSC:n toimitusjohtaja Kimmo Koski. ”Tehty hankinta turvaa suomalaisille tutkijoille kilpailukykyiset laskentaresurssit tämän vuosikymmenen loppuun”, Koski korostaa.

“Toivotamme CSC:n ilahtuneena takaisin Crayn asiakkaksi”, sanoo Ulla Thiel, Crayn Euroopan toimintojen johtaja. ”Yhtenä Euroopan merkittävimmistä superlaskentakeskuksista CSC edustaa laajaa valikoimaa suurteholaskennan sovellusalueista. CSC on erinomaisessa tilanteessa osoittamaan uuden Cray MPP-järjestelmän arvon vaativimpien tieteellisten ongelmien ratkaisemisessa ja jopa ylittämään superlaskentaympäristölle asetettavat vaatimukset.”

Superklusteri keskiraskaaseen laskentaan

Uusi superklusteri on HP CP4000BL ProLiant ja se käyttää HP XC -klusteriohjelmistoa. Järjestelmän 100 teratavun tiedostojärjestelmä perustuu Lustre-teknologiaan. Klusteri koostuu HP:n äskettäin julkistamista cClass-korttipalvelimista, jotka on yhdistetty toisiinsa 4X DDR Infiniband  ‑kytkentäverkolla. Klusterissa on 2048 2,6 GHz AMD Opteron -suoritinydintä, neljä teratavua muistia ja sen huipputeho on 10,6 Tflops.

Klusterikapasiteetilla turvataan mm. runsaasti levytilaa ja keskusmuistia tarvitsevien käyttäjien resurssitarpeita. Nykyinen ylikuormitettu klusterikapasiteetti kasvaa yli kolminkertaiseksi. Nopean kytkentäverkon ansiosta klusteri soveltuu myös pieniin ja keskisuuriin rinnakkaistöihin. Uusi kapasiteetti saadaan käyttöön jo kuluvana syksynä. 

Uusi superklusteri on yksi HP:n suurimmista laitteistoista Euroopassa.

 ”HP odottaa hedelmällisen yhteistyön CSC:n kanssa kiihdyttävän tieteellisen tutkimuksen tuottavuutta Suomessa”, sanoo HP:n tieteellisen tutkimuksen toimialajohtaja Martin Walker. ”Teollisuusstandardin mukainen cClass-järjestelmä hyödyntää seuraavan sukupolven suorittimia, muistipiirejä ja kytkentäverkkoa, jotka mahdollistavat CSC:n pysymisen tietojenkäsittelytekniikan kehityksen kärjessä.”

”AMD on ylpeä voidessaan myötävaikuttaa tällaiseen innostavaan hankkeeseen, joka kiihdyttää suomalaista tieteellistä tutkimusta pitkän aikaa”, sanoo AMD:n suurteholaskennan toimintoja maailmanlaajuisesti johtava Francesco Torricelli. ”AMD Opteron -suoritin tarjoaa skaalautuvuutta, suorituskykyä, laajakaistaisen I/O-väylän sekä kustannustehokkaan virransyötön, joita suurten tieteellisten laskentakeskusten IT-johtajat hakevat. AMD64-arkkitehtuuri mahdollistaa myös vaivattoman päivityspolun kaksiytimisistä neliytimisiin suorittimiin saman virransyötön ja muunkin infrastruktuurin puitteissa. Järjestelmä skaalautuu helposti tutkijoiden kasvaviin laskentatarpeisiin.”

Hankintavaltuus perustuu eduskunnan vuoden 2006 budjettiin hyväksymään 10 miljoonan euron tilausvaltuuteen ja se kattaa hankinnat vuosina 2006 – 2008. Pääosa valtuudesta käytetään superkoneeseen ja superklusteriin ja vähäinen määrä uuteen levypalvelinjärjestelmään. Hankittavat laitteet tulevat opetusministeriön hallinnoimaksi valtion omaisuudeksi. Hankinnan jakaminen varsinaisen supertietokoneen ja superklusterilaitteiston kesken tekee mahdolliseksi laskentapalvelujen eriyttämisen asiakkaiden tarpeiden mukaisesti. Crayn käyttöä voidaan kohdentaa hyvin rinnakkaistuviin tehtäviin, joissa tarvitaan nopeaa kytkentäverkkoa ja mahdollisimman suurta prosessorimäärää. HP-superklusteri tarjoaa kustannustehokkaan vaihtoehdon paljon muistia ja levytilaa vaativille sovelluksille.

Merkittävä sysäys laskennalliselle tieteelle

CSC:n laskentapalvelujen suurimpia käyttäjiä ovat nanotutkijat, jotka mallintavat mm. uusia materiaaleja. Muita laskentaresurssien suurkäyttäjiä ovat mm. ilmastotutkijat, kemistit, biotieteilijät ja fyysikot. Noin puolet Suomen Akatemian nimeämistä huippuyksiköistä käyttää tutkimuksessaan CSC:n palveluja ja niiden osuus on kolmannes käytetystä laskenta-ajasta.

”Nopeimmin kasvavia tutkimus- ja tuotekehitysaloja ovat nanotutkimus ja nanotekniikka, jotka käyttävät aineen atomitason tietämystä tuottamaan uusia toiminnallisia materiaaleja ja laitteita. Nanotutkimus nojaa siten atomien välisen vuorovaikutuksen ymmärtämiseen ja sen hankkimisessa paras tapa on käyttää massiivista superkonekapasiteettia”, sanoo professori Kai Nordlund Helsingin yliopistosta. ”Uusi kapasiteetti mahdollistaa esimerkiksi kokonaisten nano-objektien dynaamisten prosessien tutkimisen kvanttitasolla, mihin hyvin harvalla tutkimusryhmällä on mahdollisuuksia koko maailmassa”, Nordlund jatkaa.

”Ilmastomallien avulla suomalainen yhteiskunta saa tietoa ilmastonmuutoksesta. Nämä mallit kuvaavat ilmakehää, valtameriä ja biosfääriä ja niiden välisiä vuorovaikutussuhteita, mikä tekee niistä sekä laskennallisesti että asiantuntemuksen osalta hyvin vaativia. Laskentaresurssien tarve kasvaa rinnan mallien tarkentumisen kanssa, mikä puolestaan on välttämätöntä paikallisten ja lyhytaikaisten ääri-ilmiöiden kuvaamiseksi”, kertoo tutkimusprofessori Heikki Järvinen Ilmatieteen laitokselta. Hän korostaa, että CSC:n uusi superlaskentakapasiteetti auttaa sekä Ilmatieteen laitoksella että yliopistoissa tehtävää tutkimusta tukemaan kansallisen ilmastopolitiikan syntyä ja arvioimaan ihmisen toiminnan vaikutusta ilmastomuutokseen kansallisella tasolla.

CSC

Tieteen tietotekniikan keskus CSC:n asiakkaita ovat korkeakoulut, tutkimuslaitokset ja yritykset. Tavoitteena on parantaa Suomen tutkimusjärjestelmän toimintaedellytyksiä kansainvälisesti kilpailukykyisellä tietotekniikan infrastruktuurilla, korkeatasoisella asiantuntijatyöllä ja aktiivisella osaamisen siirtoa edistävällä yhteistyöllä. Lisätietoja: www.csc.fi

Lisätietoja:

Janne Ignatius, CSC, p: +358 (0)9 457 2224, email: janne.ignatius@csc.fi

Melissa Power, Cray, p: +1-401-454-1314, email: melissa_power@interprosepr.com

Maritta Viljanen, HP, p:  + 358 (0)205 35 2309 email: maritta.viljanen@hp.com

Julia Mastelle, AMD, p: +46 (8) 56 25 40 65, email: Julia.mastelle@amd.com