Hvala za superračunalnik
Poldrugo leto mineva, odkar so v Mariboru raziskovalni skupnosti v uporabo uradno predali najzmogljivejši slovenski superračunalnik Vega. Od njega smo pričakovali veliko in kot reden uporabnik lahko rečem, da so se pričakovanja izpolnila. Vega ni le sodoben stroj, temveč ima tudi zgledno podporo uporabnikom.
Odkar se ukvarjam z znanostjo, je moj glavni pripomoček računalnik. To sicer pravi marsikdo, saj brez prebiranja literature, pisanja poročil, prijav in člankov ter kakšnih simulacij moderne znanosti ne gre na nobenem področju. A vendarle mislim to bolj dobesedno. Računalnik je moje edino orodje. Za modeliranje atomskega sveta kemijskih reakcij in fizikalnih pojavov pa računske moči ni nikoli dovolj. Ko se je pred leti začelo govoriti o postavitvi zmogljivega superračunalnika v Sloveniji v okviru EuroHPC JU, smo raziskovalci zastrigli z ušesi in navdušeno čakali, kaj se bo zgodilo. Projekt se je dejansko zgodil in najprej so v Mariboru postavili prototip, lani pa je zaživela celotna gruča. Vega se je z 10 petaflopi računske moči takoj zavihtela na lestvico Top 500, kjer bi njena združena zmogljivost – CPU in GPU del se vodita ločeno – še danes zadostovala za uvrstitev med prvih 50 superračunalnikov na svetu.
Dasiravno je bila večina raziskovalne srenje zelo naklonjena novi pridobitvi, so se oglasili tudi posamezni skeptični glasovi. Tu ne mislim na spletne trole, temveč na utemeljene pomisleke, kaj se zgodi ob koncu projektov. Financiranje znanosti je specifično in niso redki primeri, tako v Sloveniji kot tujini, ko na pultih stoji vrhunska raziskovalna oprema, a ni sredstev za zaposlitev ljudi, ki bi to uporabljali. Še zlasti je problem stabilno financiranje delovnih mest za ljudi, ki niso klasični raziskovalci, temveč skrbijo za infrastrukturo. Vega ima to urejeno, saj je del slovenske infrastrukture SLING in EuroHPC.
In tu pridemo do podpore uporabnikom. Vsako urejanje uporabe novih računskih kapacitet je zamuden postopek, ki zahteva namestitev programske opreme, testiranje, merjenje hitrosti, pisanje skript itd. V boj sem najprej poslal svoje študente, ki se prav tako ukvarjajo z računsko fiziko in kemijo, in zdaj Vego uporabljajo že dobro leto. Pred pol leta sem čas za ureditev dostopa našel tudi sam in bil navdušen.
Podpora uporabnikom se je izkazala kot zelo odzivna, tudi ko ne gre za povsem rutinske stvari. Tako urejanje dostopa kot prevajanje (compiling) programske opreme na gruči opravijo hitro. Res je užitek delati, če so na drugi strani ljudje, ki stvari obvladajo in so pripravljeni pomagati. Saj veste, v teoriji je tako z vsako podporo uporabnikom IT, v praksi pa so izkušnje raznolike. Z Vego ima moja skupinica na Kemijskem inštitutu doslej samo pozitivne izkušnje.
Na Vegi je že zdaj nameščene cel kup najpogostejše programske opreme za raziskovalno delo. Ta je dostopna kot moduli ali vsebniki (containers). Zadnje lahko ustvarimo tudi sami, proizvajalci pa jih pogosto pripravijo kar sami. Vsebniki so najenostavnejši način za prenos programske opreme, saj so kot virtualni računalnik in zagotavljajo, da se bo program izvajal popolnoma enako povsod, ker odpade klicanje zunanjih knjižnic. In res, poiskal sem vsebnik priljubljenega programa za kvantno kemijo NWchem, ga prenesel na gručo, nastavil skripte in pognal. Deluje. V drugem primeru, ko je šlo za GPAW, ki vsebnikov nima predpripravljenih, je to za moje študente (in hkrati vse druge uporabnike) storilo osebje Vege. Hitro, brezplačno, učinkovito.
Vega se je z 10 petaflopi računske moči takoj zavihtela na lestvico Top 500, kjer bi njena združena zmogljivost še danes zadostovala za uvrstitev med prvih 50 superračunalnikov na svetu.
Pred Vego smo si v raziskovalnih institucijah pomagali sami. Gruče smo kupovali in gradili sami, v večjih organizacijah, kot je »moj« Kemijski inštitut, smo imeli srečo, da je bil zaposlen človek, ki se je ukvarjal samo s tem. Takšne gruče so še danes pomembne, saj omogočajo učenje in hitro preizkušanje na lokalni opremi, zato brez nje ne bi mogel delati, a za gradnjo velikih računskih kapacitet je koristnejši centralizirani pristop, kot je Vega. Pred petimi leti sem pisal o računalniških gručah v Sloveniji in jih naštel deset, pa mi verjetno ni uspelo najti vseh.
Takšno drobljenje je upravičeno in potrebno v majhnem merilu. Vega je pomembna, ker je na enem mestu dostopna infrastruktura, ki si je posamezna organizacija ne bi mogla privoščiti. Ne govorim le o surovi računski moč, torej procesorjih in grafičnih čipih, ali pa diskovnih poljih, temveč tudi o spremljajoči infrastrukturi, kamor sodijo hitra povezava s svetom, Infiniband in navsezadnje tudi skupina ljudi, ki to vzdržujejo.
Dostop do Vege lahko dobijo vsi slovenski raziskovalci, ki so upravičeni do uporabe omrežja Arnes, v nekaterih primerih pa tudi raziskovalci iz gospodarskih družb in tuji raziskovalci. Kljub široki paleti upravičencev ugotavljam, da gruča ni »zabasana«, računski čas pa se najde praktično takoj.
In za vse skeptike, ali je vse skupaj koristno? V Google Scholarju lahko poiščemo vse članke, ki imajo v zahvali omenjeno infrastrukturo Vega – leto dni po začetku delovanja sem jih našel že nekaj, čeprav raziskave in objavljanje člankov običajno trajajo dlje. Tudi iz osebnih izkušenj lahko potrdim, da brez Vege ne bi mogli početi stvari, ki jih: simulirati fotoaktivacije dušika na titanovem dioksidu, modelirati hidroariliranja na nikljevih kompleksih in študirati hitrosti epoksidacije na različno velikih srebrovih nanodelcih. To so le nekatere teme, ki se jim posveča majhna skupina na Kemijskem inštitutu. Kaj vse šele počno vsi ostali raziskovalci v Sloveniji!