LUMI-supertietokone vauhdittaa ja kansainvälistää suomalaista huippututkimusta
Maailman kolmanneksi tehokkain supertietokone LUMI on valmis ja kaikkien eurooppalaisten tutkijoiden käytössä. LUMIn pilottihankkeissa on muun muassa simuloitu aurinkomyrskyä ja kehitetty koneoppimisen avulla suomen kielen kielimalleja. LUMI on myös yhdistetty VTT:n kvanttitietokone Helmin kanssa. Osin LUMIn ansiosta CSC valittiin syksyllä 2022 johtamaan kansainvälistä hanketta, jossa mallinnetaan maapallon ilmaston digitaalista kaksosta. Mallin avulla voidaan tutkia ilmastonmuutoksen paikallisia vaikutuksia, kuten sään ääri-ilmiöitä. Tieteellisen tutkimuksen lisäksi LUMIn resurssit ovat myös yritysten käytössä. LUMIn järeää laskentakykyä voidaan hyödyntää esimerkiksi vihreään siirtymään liittyvässä tuotekehityksessä.
Supertietokone edistää tutkimusta useilla tieteenaloilla
Tieteen tietotekniikan keskuksen CSC:n datakeskuksessa Kajaanissa sijaitseva LUMI on nyt tutkijoiden käytössä täysimääräisesti. Supertietokone on nykypäivän tutkijan työkalu: kun datan määrä kasvaa voimakkaasti kaikilla yhteiskunnan osa-alueilla, myös laskentatehoa tarvitaan yhä useammalla alalla, esimerkiksi lääketieteessä, energia- ja, ilmastotutkimuksessa, kyberturvallisuudessa sekä tekoälykehityksessä. Myös yhteiskunta- ja ihmistieteet hyödyntävät kasvavassa määrin laskennallisen tieteen menetelmiä. Laskentatehoa vaaditaan myös monitieteisiin ja suuria datamassoja yhdistäviin tutkimushankkeisiin.
LUMIn kahden pilottivaiheen aikana koneella on jo tutkittu esimerkiksi avaruussäätä. Yksi suomalaisista pilottikäyttäjistä oli Helsingin yliopiston laskennallisen avaruusfysiikan professori Minna Palmrothin johtama ryhmä, joka simuloi Carringon-tason aurinkomyrskyä ja sen vaikutuksia esimerkiksi sähköverkoille ja satelliiteille. Turun yliopiston tietotekniikan laitoksen apulaisprofessorit Sampo Pyysalon ja Filip Ginterin johtama ryhmä puolestaan kehitti LUMIn avulla koneoppimista hyödyntäen erittäin edistynyttä suomen kielen kielimallia.
– Yhteensä pilottihankkeita oli lähes kuusikymmentä ja ne valittiin LUMI-konsortiomaista. Nyt LUMIn maailmanluokan laskentaresursseja voivat hakea kaikki eurooppalaiset tutkijat erilaisten hakujen kautta huippututkimuksen tekoon, toteaa CSC:n Science and Technology -yksikön johtaja Pekka Manninen.
LUMI on kokonaisuudessaan ainutlaatuinen, yli 200 miljoonan euron yhteiseurooppalainen, kymmenen Euroopan maan ja Euroopan unionin EuroHPC JU-yhteisyrityksen laskenta- ja datainfrastruktuurihanke, jonka vaikutukset ulottuvat laajalle yhteiskuntaan.
LUMIsta kansainvälistä kilpailuetua myös yrityksille
LUMI-supertietokoneen myötä CSC on yksi maailman johtavia ja tunnetuimpia laskentakeskuksia. Tämän ansiosta CSC on sopinut useita kansainväliseen tutkimusyhteistyöhön tähtääviä sopimuksia mm. Japanissa ja Yhdysvalloissa. Sopimukset tiivistävät ja tukevat osaltaan suomalaisten ja kansainvälisen tiedeyhteisöjen keskinäistä yhteistyötä.
LUMIn kapasiteetista 20 prosenttia on varattu yritysten tutkimus- ja kehitysprojektien käyttöön joko suoraan tai yliopistojen sekä tutkimuslaitosten yhteistyöprojekteissa. Yritykset voivat hakea LUMIn resursseja esimerkiksi VTT:n tutkimushankkeiden kautta. LUMI avaakin suomalaisten yritysten tutkimus- ja kehitystoiminnalle aivan uudenlaisia menetelmiä, jotka edellyttävät edistynyttä suurteholaskentaa.
Esimerkiksi vihreään siirtymään liittyvä tutkimus ja tuotekehitys edellyttävät usein suurta laskentaan ja datankäsittelyyn liittyvää kapasiteettia. LUMI tarjoaakin yrityksille maailmanluokan infrastruktuurin, mikä vahvistaa koko Suomen kilpailukykyä.
Työkalu ilmastonmuutoksen vaikutusten arvioimiseen
LUMIn myötä CSC valittiin lokakuussa 2022 johtamaan kansainvälistä hanketta maapallon ilmaston digitaalisen kaksosen toteuttamiseksi. Digitaalisesta kaksosesta tulee keskeinen työkalu ilmastonmuutoksen vaikutuksien arvioimiseen, ja se tukee ilmastonmuutokseen sopeutumiseen liittyvää päätöksentekoa Euroopassa. Hanke on osa Euroopan komission Destination Earth -ohjelmaa ja sen tilaaja on Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskus ECMWF.
– CSC:n johtama konsortio kokoaa yhteen ilmastomallinnukseen ja -palveluihin sekä superlaskentaan erikoistuneet osaamiskeskukset eri puolilta Eurooppaa. Tavoitteena on saada aikaan uudenlainen ilmastomallinnusjärjestelmä, joka tukee EU:n tavoitteita ilmastonmuutokseen sopeutumisessa. Mallien avulla saadaan tietoa ilmastonmuutoksen vaikutuksista esimerkiksi helleaaltoihin, metsäpaloihin ja muihin sään ääri-ilmiöihin, Pekka Manninen kertoo.
Kvantti- ja hybridilaskennan eturintamassa
Euroopan unionin ja EuroHPC JU:n tavoitteena on tehdä Euroopasta johtava maanosa suurteho- ja kvanttilaskennassa. LUMIn myötä kvanttiosaaminen on vahvistunut niin kotimaisella kuin kansainvälisellä tasolla.
Lokakuussa 2022 EuroHPC-yhteisyritys valitsi uusien eurooppalaisten kvanttitietokoneiden isännöintipaikat. Yksi valituista hankkeista oli LUMI-Q, jonka kvanttitietokone sijoitetaan Ostravassa, Tšekissä sijaitsevaan IT4Innovations National Supercomputing Centre -keskukseen, joka on yksi LUMI-konsortion partnereista. LUMI-Q-hankkeen kvanttitietokone yhdistetään useisiin EuroHPC-yhteisyrityksen supertietokoneisiin, mm. LUMI-supertietokoneeseen.
Marraskuussa 2022 LUMI ja VTT:n HELMI-kvanttitietokone yhdistettiin. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun supertietokone ja kvanttitietokoneen muodostama kokonaisuus avattiin tutkijoille Euroopassa.
Supertietokoneen ja kvanttitietokoneen yhdistäminen on varsin ainutlaatuista koko maailman mittakaavassa, sillä se viitoittaa tietä tulevaisuudelle, jossa maailman haasteellisimpiin ongelmiin pureudutaan kvanttilaskennan ja perinteisen suurteholaskennan yhteistyöllä. Suomi on tämän kehityksen kärjessä, ja meillä on huippuluokan osaamista molemmissa teknologioissa.
Lisätietoja:
Haastattelupyynnöt: media@lumi-supercomputer.eu