11. února 2013
V polovině ledna byl v Ostravě položen základní kámen Centra IT4Inovations, v němž bude zanedlouho instalován jeden z nejvýkonnějších počítačů světa. K čemu bude ostravský „superpočítač“ sloužit a jak postupuje jeho budování, nám přiblížil rektor VŠB Technické univerzity Ostrava prof. Ing. Ivo Vondrák, CSc.
Co instalaci superpočítače předcházelo a proč bude umístěn právě v Ostravě?
„Celý projekt vznikl v době přípravy současného programovacího období a úvah o tom, jaké výzkumné projekty se v Ostravě otevřou. V první řadě jsme se soustředili na projekty typické pro naši univerzitu a ostravský region, tedy na materiálové vědy a oblast těžkého strojírenství. Ale vzhledem k tomu, že se katedra aplikované matematiky Fakulty elektrotechniky s informatiky již dvacet let zabývá problematikou výpočetní matematiky a máme řadu projektů náročných výpočtů vyžadujících ohromný výpočetní výkon (high performance computing, HPC), dohodli jsme na tom, že by bylo žádoucí vybudovat pracoviště se superpočítačem.
V České republice jsou již sice v provozu některé výkonné počítače, ať již na akademické půdě či v průmyslu, ale žádný z nich nemůže nabízet superpočítačové služby celé akademické a výzkumné sféře. První ideový záměr vybudování takového centra jsme vypracovali v roce 2006. Další kroky souvisely s přihlášením projektu do prioritní osy 1 operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace a nastavením postupu pro další realizaci projektu. Před dvěma týdny jsme pak nakonec položili i základní kámen nového centra. Termín dokončení pracoviště je naplánován na rok 2015, věřím, že se nám podaří jej naplnit. Zatím vše běží bez potíží, přestože zákon o veřejných zakázkách v současné době komplikuje život úplně všem, kdo se v oblasti vědy a výzkumu pohybují. Je totiž něco jiného nakupovat kilometry dálnic než budovat specifické vědecké výzkumné zařízení.“
Jaká bude kapacita nového superpočítače?
„V daný okamžik by to byl jeden z největších počítačů v Evropě. V době, kdy bude projekt ukončen, bude patřit mezi deset až patnáct největších v Evropě a mezi padesát až sto superpočítačů na světě. Poskytne výkon kolem 1 petaFLOPS.“
Na jaké účely bude možné tak obrovský výpočetní výkon nového zařízení využít?
„Těch účelů je celá řada. Máme čtyři další partnery, Ostravskou univerzitu, VUT Brno, Slezskou univerzitu a Ústav geoniky Akademie věd ČR a v podstatě od toho se odvíjejí i výzkumné programy. Jeden z nich se zabývá problematikou řízení a správy rizik, například při povodních. To je téma, které se asi k dopravě váže nejvíce. Začínali jsme totiž s problematikou disaster managementu, tedy řízením krizových situací, a logicky nám vyplynulo, že tuto problematiku nelze uspokojivě zvládnout bez znalosti dopravní situace, protože je nutno zajistit příjezdy techniky, koordinovat evakuace a podobně. A od toho již byl jen krok k tomu, že jsme naše aktivity rozšířili i na oblast dopravy. Takže to byl takový prvopočátek, ale témat, která budeme v budoucnu řešit, je celá řada.
Vedle vlastního shromažďování a zpracování dat (information retrieval) se bude naše činnost orientovat například na vývoj knihoven pro paralelní počítač. Ostatně již dnes spolupracujeme s celou řadou výpočetních center a podílíme se na vývoji softwaru pro superpočítačová centra. Obecně pak lze říci, že superpočítač bude sloužit především aplikované oblasti. Budou jej tedy využívat vědci z oblasti standardních disciplín, jako jsou materiálové vědy nebo oblast strojírenství, ale samozřejmě i nanotechnologie, navrhování nových farmak a podobně.“
Jaké budou celkové náklady na celé zařízení a jak odhadujete jejich návratnost?
„Náklady jsou vyčísleny na zhruba 1,82 miliardy Kč, z nichž 85 procent uhradí Evropská unie a zbytek stát ze svých veřejných prostředků. Co se týče návratnosti, nejedná se o klasickou návratnost vyjádřenou v penězích, ale o udržitelnost – od roku 2015 do roku 2020 máme za povinnost zajistit udržitelnost provozu centra. To znamená, že musíme vydělat tolik, abychom byli schopni zajistit provoz celého superpočítače a personál a zabezpečit obnovu techniky.“
Kolik bude mít centrum pracovníků?
„Předpokládáme, že centrum bude mít kolem 250 pracovníků. Ovšem plných úvazků nebude tolik, protože již nyní využíváme řadu osob, které pracují na univerzitách. Na plný úvazek to bude tedy asi 150, maximálně 200 zaměstnanců. Abychom zajistili provoz počítače, budeme muset ročně vydělat 150 až 160 milionů Kč. Do této částky nepočítám prostředky, které budeme dostávat například z různých národních programů udržitelnosti.
Jedním z příjmů budou projekty spolupráce s průmyslem. Řada českých firem financuje své programy orientované na vývoj, ale zatím to probíhá na výpočetních prostředcích, které máme k dispozici v současné době. Mohu však říci, že již dnes třeba dvojnásobně překračujeme plánované příjmy ze spolupráce s průmyslem, a to ještě superpočítač nemáme. Doufáme, že po jeho zprovoznění se tyto příjmy zvýší.“
Takže projekt již přináší první výstupy…
„Ano, de facto již jsou. Vše dokonce běželo ještě dříve, než jsme dostali definitivní rozhodnutí z Evropské komise, protože týmy byly už nějakým způsobem nastavené.“ „Zmínil jste se o tom, že počítač bude pořízen především z evropských fondů. Nakolik jej budou moci využívat i zájemci z jiných evropských zemí?“ „To bude dáno především limity komerčního využití, které definovala Evropská komise, aby omezila riziko tzv. nedovolené podpory. I když v naší oblasti to není až tak explicitní, Evropská unie se prostě jistí, abychom nevystupovali jako konkurence jiných center.
Již v současné době však spolupracujeme v rámci projektu PRACE (Partnership for Advance Computing in Europe), v němž jsou sdružená všechna velká superpočítačová akademická centra v Evropě. Na této bázi spolupracujeme na optimalizaci využití superpočítačů, i když jej ještě vlastně ani nemáme. Využíváme kapacity jiných center a až spustíme náš počítač, budeme obdobné služby nabízet i ostatním partnerům. To je pro nás dnes klíčový program, ale ucházíme se i o projekty ze sedmého rámcového programu vědy a výzkumu a připravujeme se na program Horizont2020, kdy z rámcového programu budou pro vědu a výzkum v Evropě plynout hlavní zdroje.“
Jedním z projektů, v nichž nový superpočítač vystupuje, je šestiletý projekt Centra pro rozvoj dopravních systémů – RODOS. Technologická agentura projekt podpoří částkou zhruba 200 milionů Kč. Jaký bude vklad VŠB-TUO a dalších účastníků a jak se bude na celém projektu podílet váš ústav?
„Vedle akademických pracovišť, jako jsou Fakulta dopravní ČVUT a Fakulta informačních technologií VUT Brno, v něm figuruje celá řada partnerů. Naším cílem je v podstatě zaměřit se na problematiku matematických modelů, vyhodnocování a predikce dopravy a na to, jak pracovat s tím obrovským množstvím dat, která jsou k dispozici a na nichž je třeba provádět určité datové analýzy.
Informace v dopravě jsou heterogenního charakteru – zahrnují například informace z GPS modemů jednotlivých automobilů, informace ze SIM karet, informace z videokamer z mýtných bran – a je třeba dát je nějak dohromady, což je úloha pro informatika. Postupy v této oblasti jsou dvojí. Jednak jsou to matematické modely a jednak tzv. case-based reasoning, tedy řešení nových situací na základě znalosti událostí, které se již staly. Aby to však bylo možné, je třeba nejprve všechna data, která doprava generuje, dostat na jedno místo. A poté je lze zpracovávat a využívat jejich potenciál.
Co se týče projektu RODOS, jeho cílem je nastavit spolupráci mezi akademickou sférou a průmyslem. Nepočítá se tedy ani tak s nějakým jediným produktem, jako spíš s něčím, co bych přirovnal k rámu mozaiky, do něhož se budou dosazovat jednotlivé kameny, tedy další projekty. Projekt RODOS proto vnímám jako zahájení spolupráce, která ani po šesti letech neskončí. A to je do budoucna klíčové. Zatímco Technologická agentura projekt podpoří finančně zhruba 240 miliony Kč, my do něj vložíme především výpočetní a řešitelské kapacity.“
Vraťme se k superpočítači. Jak bude jeho využívání ze strany externích zájemců probíhat?
„Modelů spolupráce je několik. Samozřejmě, pokud bude externí uživatel natolik zdatný, že mu bude stačit jen to ,železo‘, tak mu zajistíme pouze prostředí, aby se mohl přihlásit a sám si provádět své analýzy a simulace. To je ovšem služba s nejmenší přidanou hodnotou. Mnohem více nás pochopitelně zajímá, když zájemce přijde s tím, že potřebuje vyřešit konkrétní pro-blém včetně matematických modelů a jejich převedení do programů pro paralelní počítač. To je pro nás mnohem atraktivnější a právě v této oblasti chceme naše kapacity především nabízet. Je totiž něco jiného psát programy pro desktopy, tablety a smartphony než vysoce paralelní algoritmy, které urychlují výpočty.
Ostatně již nyní se ukazuje, že počítač je něco jako milionová bankovka, protože aniž by stál, už nám vygeneroval celou řadu partnerů a projektů. Myslím si, že je nesmírně důležité, že česká vláda se rozhodla investovat právě tímto způsobem do výzkumu evropské prostředky, protože to posouvá Českou republiku do té nejlepší skupiny zemí s vyspělou výpočetní infrastrukturou.
Teď půjde jen o to, abychom se nedostali do problémů plynoucích z implementace evropských pravidel do domácího prostředí – abychom již existující pravidla nezaváděli v ještě přísnější formě. Právě u tak velkých projektů v tom může být skryto velké nebezpečí. Prioritou by mělo být, aby odborní pracovníci pracovali vědecky a ne aby se utápěli v přebujelé administrativě. Navzdory tomuto velkému nebezpečí si ovšem myslím, že bez projektů financovaných z operačního programu Výzkum a vývoj a dalších zdrojů se v následujícím období neobejdeme. Je to přesně to, co Česká republika potřebuje.“
(lan/spa)
