Gyakran Ismételt Kérdések

A szuperszámítógép egy olyan univerzális eszköz, amivel a nagy számítási igényű, hagyományos számítógéppel, vagy szerver rendszerekkel nem kezelhető feladatokat lehet megoldani. Elsősorban az extrém számítási mennyiséget, sebességet vagy óriási memóriakapacitást igénylő alkalmazások kiszolgálása a cél.

Az összehasonlítás kedvéért: egy 3 GHz-es processzorral rendelkező laptop másodpercenként 3 milliárd számítást képes elvégezni. Az 5 petaflops teljesítményű Komondor másodpercenként 5 billiárd (milliószor milliárd) lebegőpontos műveletre képes.

Szuperszámítógépek segítségével találhatunk megoldást a globális kihívásokra, kaphatunk választ bonyolult tudományos kérdésekre, modellezhetjük a Föld időjárását, a bioszférát, az élő szervezetek működését, a galaxisok születését. A mindennapokban olyan feladatok megoldásában segítenek, mint például az időjárás-előrejelzés, a klímakutatás, a telekommunikáció, a közlekedésszervezés, az energetika, a gyártásoptimalizálás vagy a személyre szabott orvoslás genomi adatok gyors feldolgozásával.

Extrém méretű, strukturált vagy strukturálatlan adathalmazok feldolgozására, különféle modellezésekre és szimulációkra, mechanikai, áramlás- vagy hőtani, ill. elektromágneses kalkulációkra. Nagy processzálási kapacitást igénylő kutatási, tervezési, gyártási, mérési, tesztelési, logisztikai elemzésekre, tanulórendszerek működtetésére, valamint a mesterséges intelligencia, Big Data, IoT alkalmazására. A szuperszámítástechnika gyakorlatilag minden tudományterületen, valamint az iparban széleskörűen felhasználható.

Van bizony! Magyarországon a KIFÜ több, mint 20 éve működtet szuperszámítógép-infrastruktúrát. Jelenleg 6 szuperszámítógépet tart fent, 4 városban, ezek összesített számítási teljesítménye közel 0,5 petaflops. A Komondor – amit a tervek szerint 2022-től vehetnek igénybe a felhasználók – teljesítménye ennek a tízszerese, 5 petaflops lesz.

A szuperszámítógép-infrastruktúra ugyan rendkívül nagy teljesítményű, de mégis korlátos erőforrás, ezért a kapacitásaival körültekintően kell gazdálkodni. Felhasználók a felsőoktatási intézmények, kutatóintézetek és partnereik lehetnek, illetve bizonyos feltételek teljesülése esetén innovatív – kutató-fejlesztő tevékenységet végző – piaci szereplők is.

A szuperszámítógépeket érvényes témaszám birtokában, a témaszám igénylésekor megjelölt feladatokra lehet használni, a kapott kvóták keretein belül. A témaszám(oka)t a https://portal.hpc.kifu.hu/ oldalon, eduID belépés után lehet igényelni.

Magyarországon a szuperszámítógépek használata ingyenes a jogosultsággal rendelkező felhasználók számára.

A Debreceni Szuperszámítógép Központban már megkezdődött az épület átalakítása, hogy fogadni tudja a legújabb magyar szuperszámítógépet, a nagyságrendi ugrást jelentő Komondort. 2022 tavaszára már üzemkész lesz és mind a tudósok, mind pedig a versenypiaci felhasználók (ipar, kereskedelem, szolgáltatás) igénybe vehetik.

A Komondor az eddig használt magyar szuperszámítógépek összteljesítményének több, mint a tízszeresére lesz képes, elérve az az 5 petaflops értéket – ami másodpercenként 5 milliárdszor millió számítási műveletet jelent.

A szuperszámítógépek teljesítményét flops-ban fejezik ki. Ez a mértékegység az egy másodperc alatt elvégzett lebegőpontos műveletek (pl. összeadás, kivonás, szorzás, osztás)számát jelöli, angolul FLoating point Operations Per Second, azaz flops.

A szuperszámítógép jövője: az exascale számítástechnika az olyan számítógépes rendszerekre utal, amelyek másodpercenként egymilliárdszor egymilliárd (egy exaflops) nagypontosságú számítási művelet elvégzésére képesek. Ekkora kapacitás elérése hatalmas fejlődést – 1000-szeres teljesítménynövekedést – jelent az első petascale számítógéphez képest, melyet 2008-ban helyeztek üzembe.

A www.top500.org oldal 1993 óta rangsorolja a világ 500 legnagyobb teljesítményű, nem-elosztott számítógépes rendszerét. A listát évente kétszer frissítik. 2020 júniusában a japán Fugaku volt a listavezető 415 petaflops teljesítményével jelentősen megelőzve a második, Summit nevű, 266,7 petaflops teljesítményű szuperszámítógépet.

A szuperszámítógépek fejlődése rendkívül gyors, ezért frissítik évente kétszer is a top500 listát. Az elmúlt évtizedben a szuperszámítógépek teljesítményük nagyságrendekkel nőtt – 2008-tól van petascale kategóriájú szuperszámítógép – miközben alkalmazási területük is bővült.

Magyarországon a KIFÜ, ahhoz, hogy lépést tartsunk a világgal, immár két évtizede 4-5 éves ciklusokban fejleszti a szuperszámítógép-infrastruktúrát.

A Central Processing Unit rövidítése: központi feldolgozó egység, az egész rendszer működéséért és a programok futtatásáért felel. Alapvető eleme a processzormag, ami elvégzi az adott feladatokat. A CPU felépítését tekintve lehet egymagos vagy többmagos.

A Graphics Processing Unit rövidítése: a grafikus feldolgozó egység, ami a grafikus műveletek elvégzéséért felelős. A szuperszámítógépekre optimalizált GPU-k akár 4 GB onboard memóriát is tartalmaznak, és képesek 100 GB/s-t meghaladó memória-sávszélességet fenntartani.

A szuperszámítógépeken elérhetőek az elterjedt számítógép-programozási nyelvek fordítóprogramjai, könyvtárai, ill. egyéb fejlesztő eszközei, a párhuzamos alkalmazások futtatásához szükséges különféle szoftverkörnyezetek, egyéb, Linux környezetben használható HPC-eszközök, optimalizált párhuzamos matematikai könyvtárak, valamint számos licenszelt és open source HPC-alkalmazás. A jelenleg elérhető szoftverekről itt tájékozódhat.

Az új magyar szuperszámítógép, a Komondor energiafelvételének elméleti maximuma 1,3 MW/óra, a tényleges fogyasztása pedig a végleges konfiguráció, a külső hőmérséklet és a kihasználtság függvénye.

Hazánkban az átlagos lakossági fogyasztás 2168 kW/év, tehát a legújabb szuperszámítógép (a maximumot megközelítő kihasználtság mellett) annyit fogyaszt, mint például Jászfényszaru városa. Mindezt úgy, hogy a hűtési költségek csökkentésére speciális, ún. adiabatikus, tehát közvetlen melegvízhűtése lesz.

A fogyasztás arányos a teljesítménnyel, a kínai Guangzhou szuperszámítógép-központban található Tianhe-2 (33,9 petaflops, 3,12 millió processzor) szuperszámítógép energiaigénye 17,8 MW/óra, ami egy 72 000 lakosú településével egyenlő.

Nagysebességű optikai hálózaton. A Komondor a hazai felsőoktatást, közoktatást, kutatás-fejlesztést, könyvtárakat és közgyűjteményeket, valamint számos egyéb közintézményt kiszolgáló gerinchálózat, a HBONE+ révén 100 GB/sec sávszélességgel fog kommunikálni a külvilággal.

A KIFÜ gerinchálózata a HBONE, ez szolgálja ki a hazai felsőoktatást, közoktatást, kutatás-fejlesztést, könyvtárakat és közgyűjteményeket, valamint számos egyéb közintézményt is. A HBONE különcélú, nagykapacitású és megbízható (távközlő) hálózata biztosítja az alapot a többi szolgáltatás számára.

Az új generációs HBONE (más néven (HBONE+) - amely a 2010 végén készült el - jelentős technológiai előrelépést jelentett. Ez már nem egy IP hálózat, hanem ún. hibrid infrastruktúra, mely az IP rétegen kívül a DWDM technológiát is egyben alkalmazza. Ez nagyfokú rugalmasságot és igény szerinti bővíthetőséget jelent.

A HPDA (High Performance Data Analytics), azaz a nagy teljesítményű adatelemzést az teszi lehetővé, hogy a szuperszámítógép párhuzamosan végzi el a műveleteket. Ez teszi lehetővé a nagy teljesítményű analitikai szoftverek teraflopsnál (azaz másodpercenként egymilliárd lebegőpontos műveletnél) nagyobb sebességgel történő futtatását.