Superpočítače

Za superpočítač se obecně považuje stroj, jenž se umístí v žebříčku nejrychlejších výpočetních systémů na světě tzv. TOP 500. Takovéto stroje jsou budovány a vlastněny státními i soukromými výzkumnými institucemi, univerzitami, ale také firmami.

Dá se říci, že každý vědní obor se dostane do stádia, kdy už mu běžné výpočetní prostředky nestačí a výpočty by mu trvaly příliš dlouho. Experimenty v laboratořích jsou velice nákladné a tolik opakování, kolik zvládne nasimulovat superpočítač, si vědec nemůže z finančních i časových důvodů dovolit. Co se tedy na superpočítačích počítá? A jaké výpočty budou umět na superpočítačích spočítat naši absolventi?

PŘÍKLADY ÚLOH

DATOVÉ ANALÝZY A VIZUALIZACE

Zaměřuje se na úlohy z oblastí:

  • analýzy a zpracování dat,
  • efektivního využití HPC architektur,
  • machine learning,
  • bioinformatiky.

VÝPOČETNÍ FYZIKA A CHEMIE

Numerické simulace a experimenty se v průběhu posledních dvou desetiletí staly ve fyzice a v chemii plnohodnotnou alternativou experimentů reálných např. ve vývoji:

  • nových materiálů,
  • léčiv atd.

NUMERICKÉ PARALELNÍ ALGORITMY

Aplikace matematického modelování jsou realizovány na superpočítačích IT4Innovations. Jedná se např. o úlohy:

  • vývoje a implementace paralelně škálovatelných algoritmů numerické matematiky.

PRŮMYSLOVÉ APLIKACE

Vývoj a aplikace moderních numerických metod z oblastí:

  • aerodynamiky a akustiky,
  • optimalizace tvaru součástek,
  • simulace nárazových zkoušek atd.

INFRASTRUKTURA IT4INNOVATIONS

IT4Innovations provozuje dva superpočítače – Salomon a Anselm. Pro výukové a prezentační účely máme k dispozici Permoníka.

SALOMON

Superpočítač Salomon byl pořízen v první polovině roku 2015. V červnovém žebříčku Top 500 se umístil na krásném 40. místě. Salomon má celkem 1008 výpočetních uzlů, z čehož 576 jsou běžné výpočetní uzly a 432 jsou akcelerované výpočetní uzly, každý se dvěma koprocesory Intel® Xeon Phi™. To z něj dělá největší instalaci koprocesorů Intel® Xeon Phi™ v Evropě.

Podrobná technická specifikace

ANSELM

Náš malý klastr Anselm dodala společnost Bull. Jeho teoretický výkon je 94 TFLOPS. Výpočetní klastr Anselm se skládá z 207 výpočetních uzlů, přičemž  180 z nich jsou standardní výpočetní uzly, 23 uzlů je akcelerováno GPU kartami Kepler K20 a 4 jsou akcelerovány nejnovější technologií firmy Intel® Xeon Phi™. Dále obsahuje dva tlusté uzly s větší kapacitou operační paměti.

Podrobná technická specifikace

PERMONÍK

Permoník je mini-superpočítač sestavený z 8 karet Raspberry Pi, který se vejde do kabelky. Přes svou velikost demonstruje svým návrhem skutečný superpočítač, jakými jsou Salomon nebo Anselm, a umožňuje paralelní výpočty skrze ethernetové propojení a knihovnu MPI. Karta Raspberry Pi je velikosti kreditky, ale má 700 MHz CPU a 512 MB operační paměti. Jako klastr má Permoník výkon 1 GFLOPS. Využíváme jej především k propagaci superpočítání na akcích pro studenty.

Využijte možnost studovat obor, který nemá v celé České republice obdoby. Naučíte se efektivně programovat a využívat výpočetní zdroje k řešení náročných úloh z praxe. Nabyté znalosti využijete, ať už budete mít k dispozici obyčejný laptop, výkonnou pracovní stanici, nebo rovnou superpočítač.