Superkomputer Athena - Moc dla polskiej nauki - już działa!

Athena osiąga teoretyczną moc obliczeniową ponad 7,7 PetaFlopsów (7709 TeraFlopsów), co zapewniło maszynie zajęcie 105 miejsca w czerwcu 2022 roku na światowej liście TOP500 superkomputerów o najwyższej mocy obliczeniowej  oraz sprawia, że jest to obecnie najszybszy superkomputer w Polsce. Zainstalowany w Cyfronecie system ma dostarczyć polskiemu środowisku naukowemu i gospodarce najnowocześniejszych zasobów obliczeniowych opartych na procesorach i akceleratorach GPGPU najnowszej generacji wraz z niezbędnym podsystemem składowania danych opartym na bardzo szybkiej pamięci flash. Konfiguracja Atheny obejmuje: serwery z procesorami AMD EPYC (w sumie 6144 rdzenie obliczeniowe CPU) oraz 384 karty GPGPU NVIDIA A100.

Niezbędnym elementem umożliwiającym wykorzystanie mocy obliczeniowej Atheny w efektywny sposób jest zapewnienie wysokowydajnej sieci wewnętrznej superkomputera (Infiniband HDR o przepustowości 4x200 Gb/s na serwer) oraz bardzo szybkiego podsystemu dyskowego. Jest on zbudowany w oparciu o otwarte oprogramowanie Lustre oraz dedykowane serwery dyskowe wyposażone w pamięci flash w standardzie NVMe.

Athena to obecnie flagowy superkomputer Cyfronetu. Cieszymy się mogąc udostępnić polskim badaczom infrastrukturę obliczeniową zarówno do wykonywania standardowych wysokowydajnych symulacji naukowych (HPC), jak i do stosowania metod sztucznej inteligencji (AI) i uczenia maszynowego (ML) – mówi Prof. Kazimierz Wiatr, Dyrektor ACK Cyfronet AGH. - Moc obliczeniowa Atheny dla obliczeń AI to prawie 240 PetaFlopsów!

Infrastruktura wydajna energetycznie

Lokata Atheny na liście TOP500 wskazuje na światowy poziom mocy obliczeniowej superkomputera. Pojawia się jednak pytanie, czy ta moc jest uzyskiwana efektywnie? Wydajność energetyczna superkomputerów jest obliczana jako stosunek liczby wykonywanych operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę (moc obliczeniowa superkomputera) do wielkości pobieranej w tym celu energii i wyrażanej jako liczba GigaFlopsów/W. I właśnie w tym zakresie wyróżnia się wyjątkowo dopracowana architektura Atheny, dzięki której w czerwcu 2022 roku superkomputer zajął 9 miejsce na liście Green500 najbardziej efektywnych energetycznie superkomputerów świata. Athena okazała się być bardziej „zielona” nawet od maszyn będących w światowej grupie TOP10 czyli dziesięciu najszybszych superkomputerów świata. W tej samej edycji listy Green500 nie zabrakło też kolejnych superkomputerów Cyfronetu: Aresa (83 miejsce) i Prometheusa (162 miejsce). Te osiągnięcia ukazują dbałość w takim projektowaniu architektur sprzętowych superkomputerów Cyfronetu, aby umożliwiały optymalne wykorzystanie zużywanej energii.

Moc Atheny dostępna dla polskich naukowców

Superkomputer Athena rozpoczyna działanie operacyjne, co zostało poprzedzone etapem starannych i wieloaspektowych testów infrastruktury. Pierwsze testowe zadania obliczeniowe obejmują między innymi projekty związane z badaniami nad koronawirusem SARS-CoV-2 i chorobą COVID-19, w tym badanie substancji mogących blokować interakcje koronawirusa z tkankami, badanie przeciwciał obecnych w czasie zakażenia oraz opracowywanie metodologii szybkich badań nad szczepionkami z wykorzystaniem symulacji komputerowych.

Kolejne obliczenia obejmują zadania także związane z medycyną obliczeniową: platformę wsparcia klinicznego diagnostyki i terapii nowotworów wieku dziecięcego oraz modelowanie rozwoju serca w życiu płodowym dziecka. Inny przykład już rozpoczętych badań dotyczy prognozowania szeregów czasowych i uczenia ze wzmacnianiem (RL), czyli nowoczesnych kierunków rozwoju Machine Learning.

Dostęp do zasobów Atheny mogą uzyskać naukowcy afiliowani w polskich jednostkach naukowych i badawczych, bez względu na reprezentowaną dyscyplinę. Warunkiem jest posiadanie aktywnego konta w Portalu PLGrid (https://portal.plgrid.pl) oraz aplikacja o tzw. grant obliczeniowy.

Od 2010 roku na każdej z kolejnych list TOP500 najszybszych superkomputerów świata znajdował się przynajmniej jeden komputer działający w Cyfronecie. Obecny rok jest szczególny, ponieważ Cyfronet uzyskał aż trzy lokaty w jednym zestawieniu – dodaje Prof. Wiatr – jednak najważniejsze jest to, że moc obliczeniowa, która zapewniła te miejsca, jest wykorzystywana do prowadzenia badań na światowym poziomie.

Superkomputer we właściwym miejscu

Uroczysta inauguracja pracy Atheny odbyła się w Centrum Danych Podole, które jest jednym z trzech serwerowni ACK Cyfronet AGH. Ważne, że Centrum Danych Podole mieści się w dużym oddaleniu od dwóch pozostałych serwerowni, bowiem eksploatując potężne systemy składowania i archiwizacji danych wymagana jest duplikacja danych w oddalonych lokalizacjach. Takie rozproszenie danych znacznie zwiększa ich bezpieczeństwo. Nawet w sytuacji teoretycznie możliwego całkowitego wyłączenia z działania jednej lokalizacji, druga działać będzie normalnie. Połączenie pomiędzy centrami danych Cyfronetu zapewnia sieć światłowodowa o przepustowości 2 Tb/s.

Ważnym atutem Centrum Danych Podole jest wykorzystanie do ogrzewania budynku ciepła wytwarzanego przez superkomputery, co obecnie jest realizowane w najszybszych i najbardziej zaawansowanych technologicznie rozwiązaniach superkomputerów w Europie i na świecie.

Centrum Danych Podole to specjalistyczny budynek, zaprojektowany i dopracowany w każdym szczególe, jako miejsce do instalacji dużych systemów informatycznych. Dzięki temu możliwe było umieszczenie w nim, a następnie efektywne korzystanie z potężnej infrastruktury, której flagowym elementem jest obecnie Athena – mówi Marek Magryś, Wicedyrektor ACK Cyfronet AGH ds. Komputerów Dużej Mocy – Nie udałoby się tego zrealizować bez specjalnie wzmocnionych stropów, specjalnej podłogi technicznej oraz zaawansowanych systemów zasilania, chłodzenia i klimatyzacji.

Przed Atheną tysiące zadań i miliony godzin obliczeniowych. Będzie wspierać naukowców prowadzących badania, szczególnie w zakresie nauk inżynieryjnych, medycznych i przyrodniczych. Zatem czas działać z Atheną! ACK Cyfronet AGH zaprasza do korzystania z zasobów superkomputera zapewniającego moc dla polskiej nauki!

Dyrektor ACK Cyfronet AGH, prof. dr hab inż. Kazimierz Wiatr

Rektor AGH, prof. dr hab. inż. Jerzy Lis

Powitanie z Ministrem Edukacji i Nauki, P. Przemysławem Czarnkiem

W czasie inauguracji serwerownię poświęcił ks. Arcybiskup Marek Jędraszewski

Centrum Danych Podole to specjalistyczny budynek przystosowany do utrzymania nowoczesnej infrastruktury na światowym poziomie

Inauguracji towarzyszyła wystawa plenerowa, prezentacje sprzętu i konsultacje specjalistów Cyfronetu