Superpočítač včera, dnes a zítra; v Ostravě a mimo ni
Co je superpočítač? • Velmi výkonný počítač, který má řádově vyšší výpočetní výkon než běžný počítač. Umožňuje výpočty, které by klasickému počítači trvaly měsíce či roky.
– vždy v kontextu vytvoření: rychlý vývoj, rychlé zastarávání. – pro základní orientaci: www.top500.org • Příklad: Matematická konstanta Pí
– běžný počítač na 2,7 trilionů desetinných míst: 131 dnů – superpočítač na 2,6 trilionů desetinných míst: 29 hodin
K čemu superpočítač?
Životní prostředí
Přírodní vědy
Materiály/ IT
Energetika
Počasí/ Klimatologie Znečištění/ Povodně
Lékařství Biologie
Spintronika Nanotechnologie
Plazmová fyzika Palivové články
Historie superpočítačů • 60. léta: první superpočítače • 1976 Seymour Cray: CRAY 1. výkon: 136-250 MFLOP/s. • 80. a 90. léta: na trhu SC mnoho malých firem • 90. léta: nástup velkých„tradičních společností“ CRAY, IBM, NEC, Fujitsu – výkon: 100 GFLOP/sTFLOP/s
Superpočítače ve světě • 55% USA • 16% Asie • 25% Evropa – 5% Velká Británie – 5% Německo – 5% Francie
Stav k 11/2010.
Nejvýkonnější superpočítače dneška •
•
•
1. místo Thianhe 1A: National Supercomputing Centre, Tianjin Čína – výkon 2,5 PFLOP/s (4,7 PF) 2. místo Jaguar-CRAY XT5: DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory, USA – výkon 1,7 PFLOP/s (2,3 PF) 3. místo Nebulae-Dawning: National Supercomputing Centre in Shenzhen, China – výkon 1,2 PFLOP/s (3 PF)
Centrum excelence IT4Innovations • Vybudování superpočítačového centra v areálu VŠB-TUO, v Ostravě - Porubě • Rozpočet celého projektu 1,85 mil Kč, HW+SW 750 mil. Kč
IT4Innovations: kdy a kdo? • I. fáze (2012): zprovoznění tzv. malého clusteru. Výpočetní cluster o výkonu cca 70 TFLOP/s. • II. fáze (2014): zprovoznění tzv. velkého výpočetního clusteru. Výpočetní výkon >= 1 PFLOP/s. • Partneři projektu: – – – – –
Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Ostravská univerzita v Ostravě Slezská univerzita Vysoké učení technické v Brně Akademie věd ČR, Ústav geoniky
IT4Innovations: Jak? • IT4People: výzkum zaměřený na zlepšení kvality života ve společnosti prostřednictvím moderních informačních technologií. • SC4Industry: Superpočítačové výpočty průmyslových problémů, modelování v oblasti přírodních věd a nanotechnologií. • Theory4IT: Oblast zaměřená do základního výzkumu, a to především na rozvoj nových netradičních výpočetních metod (dolování znalostí, teorie mravenišť).
IT4People IT ve službách veřejnosti •
Výzkum zaměřený na zlepšení kvality života a ochranu obyvatelstva -
simulace povodňových situací, rozlivů řek, vývoj hydrologické situace, bleskové povodně simulace znečištění ovzduší a jeho šíření simulace znečištění při ekologických haváriích •
•
příklad: simulace šíření ropné skvrny po havárii v Mexickém zálivu
Nutný rychlý přístup k výpočetním prostředkům -
-
využití pro záchranné sbory (HZS, policie, zdravotníci) a veřejnou správu (krizové řízení, koncepční práce na zlepšování kvality života) simulace v dopravě: dopravní zatížení, inteligentní směrovací systémy v dopravní telematice
Modelování povodní a modelování a řízení krizových situací Procesní jejich predikce
Sledování dopravy a predikce jejího vývoje
Simulace znečištění
SC4Industy Superpočítání pro průmysl •
Výzkum spojený s řešením inženýrských úloh zadávaných průmyslovými partnery -
modelování nejvhodnějších tvarů výrobků (tvarová optimalizace) •
-
modelování v oblasti chemie a biologie (nanotechnologie) • •
-
např. díly pro automobilový průmysl, modelování ideálních tvarů z hlediska aerodynamiky vývoj nových léčiv pomocí počítačových simulací jejich molekulárního složení simulace průchodu léčiv trávicím traktem s cílem zajistit uvolnění léčivých látek ve správném místě
modelování v oblasti fyziky (nanotechnologie) •
vývoj nových materiálů pro paměťová média
Molekulární modelování v chemii
Doménový rozklad
Prostorové rozložení magnetického pole elektromagnetu
Theory4IT Teoretický výzkum v informatice •
Výzkum v oblasti teorie informatiky sloužící k rozvoji využití informačních technologií -
-
vývoj programů pro zpracování informace z multimediálních zdrojů (foto, video, texty) sledování provozu na internetu a s ním související bezpečnostní otázky analýza chování uživatelů sociálních sítí (facebook, twitter) vyhledávání a třídění informací ze strukturovaných, semistrukturovaných a heterogenních zdrojů dat (data mining) práce s daty a znalostmi zatíženými neurčitostmi (softcomputing)
!
Vícedimensionální automaty a jejich využití k vyhledávání procesních scénářů - process mining
IT4Innovations: Nová budova
Děkuji za pozornost!
