Esittelyssä LUMI-supertietokoneen avulla tehtyjä ensimmäisiä tieteellisiä tuloksia ja järjestelmän tulevia päivityksiä

Euroopan tiedeyhteisö on voinut hyödyntää Euroopan nopeinta supertietokonetta LUMIa täydessä kokoonpanossaan viime vuoden joulukuusta lähtien. Tässä kirjoituksessa käyn läpi joitakin LUMIn alkuvaiheen kohokohtia ja järjestelmän tulevaa kehitystä.

Läpimurtotiedettä joka päivä

LUMI-supertietokoneen avulla edistetään erinäisiä tieteellisiä projekteja päivittäin. Vaikka LUMI on ollut täydessä käytössä vasta vähän aikaa, sen avulla on jo saatu uraauurtavia tuloksia esimerkiksi Auringon pinnanalaista fysiikkaa koskevassa tutkimuksessa, jonka avulla voidaan parantaa aurinkomyrskyjen ennustuskykyä. Kokonaan toisella tieteenalalla tutkijaryhmä kehitti kaikkien aikojen suurimman kokonaan suomen kieleen perustuvan kielimallin, mikä olisi ollut yksinkertaisesti mahdotonta ilman LUMIa. LUMIn avulla on meneillään myös kunnianhimoinen hanke täysin avoimen lähdekoodin ja huipputason suuren kielimallin luomiseksi. Itse asiassa luonnollisen kielen käsittely ja suuret kielimallit ovat tällä hetkellä LUMIn resurssien suurimpia kuluttajia, mikä ei ole yllättävää. Molekyylidynamiikan alalla on nähty loistavaa suorituskykyä, ja odotamme tieteellisiä läpimurtoja molekyylidynamiikan yhteisöltä. Lisäksi tutkijaryhmä teki tähän mennessä suurimman suoran itseisarvoratkaisun, jota tarvitaan kvanttimekaniikan tutkimuksessa.

Nämä ovat vain muutamia hienoja esimerkkejä LUMIn avulla tehdyistä tieteellisistä edistysaskeleista – olemme kuitenkin vasta järjestelmän elinkaaren alussa.

Digitaalisten kaksosten voimanlähteenä

LUMIn laskentateho tukee myös Euroopan komission Destination Earth -lippulaivahanketta. LUMIssa käynnissä olevat hankkeet liittyvät ilmastonmuutokseen sopeutumiseen liittyvään digitaaliseen kaksoseen (ClimateDT), sään ääri-ilmiöiden digitaaliseen kaksoseen sekä biologisen monimuotoisuuden digitaaliseen kaksoseen, joista viimeksi mainittu ei ole suora osa Destination Earth -ohjelmaa, mutta liittyy siihen läheisesti. Nämä digitaaliset kaksoset edistävät tutkijoiden tietämystä ilmastonmuutoksesta ja siitä, miten ilmastonmuutosta voidaan parhaiten ennustaa ja sopeutua siihen sekä miten biologista monimuotoisuutta voidaan ylläpitää. LUMI on keskeinen alusta kaikille näille kaikille digitaalisille kaksosille.

Esimerkkinä voidaan mainita, että ClimateDT-ryhmä on jo osoittanut, että LUMI pystyy toteuttamaan suunnitellut usean vuosikymmenen mittaiset globaalit ilmastosimulaatiot ennennäkemättömällä 5 km:n ja jopa 2,5 km:n alueellisella resoluutiolla. Nämä simulaatiot antavat tietoja, joiden avulla voidaan ennustaa integroitujen vaikutusmallien avulla tuuli- ja vesivoiman käyttöedellytyksiä Euroopassa tulevina vuosina; miten Euroopan jokien virtaamat kehittyvät (kuivuvatko ne vai tulvivatko ne useammin?), ennusteita lämpöaaltojen esiintymisestä kaupunkialueilla ja maastopalojen esiintymisestä, vain muutamia esimerkkejä mainitakseni. Näistä saadaan tietoa siitä, miten ilmastonmuutoksen vaikutuksiin voidaan varautua. Kun simulaatiot voidaan suorittaa rutiininomaisesti, voidaan lisäksi tutkia eri lieventämistoimien vaikutuksia ”mitä jos” -skenaarioiden avulla.

Laajennuksia ja päivityksiä on edelleen tulossa

LUMIn kolmannen vaiheen asennukset alkavat myöhemmin tänä kesänä. LUMI-G-osio kasvaa 1472 uudella näytönohjaimella ja LUMI-C 1024 uudella suorittimella. Valitettavasti tämä tarkoittaa käyttäjille noin viikon mittaista palvelutaukoa, mutta nämä asennukset lisäävät LUMIn laskentatehoa ja tietysti nopeampaa töiden läpimenoaikaa solmujen määrän lisääntyessä. Käyttökatko on tarkoitus pitää myöhemmin kesän aikana, ja LUMI-käyttäjätukitiimi ilmoittaa LUMIn käyttäjille tauon tarkat päivämäärät hyvissä ajoin etukäteen.

Kolmannen vaiheen asennusten yhteydessä myös Flash-tallennusosio LUMI-F kasvaa kahdella petatavulla. Kytkinverkkoa parannetaan myös merkittävästi lisäämällä kaistanleveyttä LUMI-G-kabinettien välillä sekä LUMI-G:n ja LUMI-C:n välillä. Molempien pitäisi näkyä suoraan sovellusten suorituskyvyssä.

LUMIn objektitallennuspalvelu LUMI-O tuli yleisesti saataville huhtikuussa. Haluamme rohkaista käyttäjiä kokeilemaan sitä ja antamaan meille palautetta siitä, miten se on koettu.

Data-analytiikka-alusta LUMI-D on ollut saatavilla eräajon kautta viime joulukuusta lähtien, mutta se saavuttaa alkuperäisen vision vuorovaikutteisesta osiosta, kunhan saamme Open OnDemand -paketin käyttöön, toivottavasti lähiviikkojen aikana.

Melkoista edistystä siis tapahtunut pilottivaiheen alusta alkaen! Tällä hetkellä työskentelemme mikropalvelualustan, koneoppimisen inferenssi-palvelualustan sekä käyttäjien datasuojan parantamisen parissa, jotta voimme tukea arkaluonteisia työkuormia – ja tietenkin korjaamme jäljellä olevia järjestelmän ongelmia.

Hae resursseja

LUMIa varten on avoinna ja tulossa useita resurssihakemuksia sekä EuroHPC-yhteisyrityksen kiintiöstä että LUMI-konsortion maiden kiintiöistä. Tutustu meneillään oleviin hakuihin CSC:n ja LUMI:n verkkosivuilla ja sosiaalisen median kanavissa.

Pekka Manninen
Director of Science and Technology, CSC