Europas kraftigste datamaskin er offisielt innviet. Når først nå sin fulle ytelse

Den kraftigste datamaskinen som noen gang har eksistert i Norden, ble offisielt innviet mandag denne uken. Systemet heter Lumi (finsk for «snø») og er installert i småbyen Kajaani i Finland. Systemet eies av ti europeiske land, deriblant Norge.

I den nyeste utgaven av Top 500-listen over de kraftigste superdatamaskinene i verden, kom Lumi rett inn på tredjeplass med en målt ytelse på 151,9 petaflops. Dette til tross for at Lumi-G, den delen av systemet som er utstyrt med GPU-er (Graphics Processing Unit), ennå ikke var blitt skrudd på. Ifølge norske Sigma2 er det ventet at den målte ytelsen vil komme opp i 375 petaflops når Lumi-G skrus på nå i juni.

Én av tre

Noe av bakgrunnen for Lumi er at EU ønsket å gjøre noe med at Europa hang etter USA og deler av Asia innen tungregning. Dette førte til at det europeiske superdatamaskin-samarbeidet EuroHPC Joint Undertaking ble etablert med et budsjett på én milliard euro.

I 2018 ble det klart at EuroHPC skulle subsidiere to (senere tre) europeiske superdatamaskiner med regnekraft på et nivå som minimum tilsvarte den kraftigste superdatamaskinen den gang, amerikanske Summit.

Europeiske land ble oppfordret til å vise interesse for å være vert for superdatamaskinene. Etter at fristen for dette utløp våren 2019, ble konsortiet som står bak Lumi valgt som den ene av disse, blant annet på grunn av økonomi og at datasenteret drives utelukkende med vannkraft. Spillvarmen fra anlegget skal kunne dekke 20 prosent av fjernvarmebehovet i Kajaani.

– Vil muliggjøre vitenskapelige gjennombrudd

Lumi-prosjektet har et budsjett på 200 millioner euro. Halvparten av dette betales av EuroHPC, den andre halvparten av konsortiet, hvor Finland er den største bidragsyteren. Norge ved Sigma2 har spyttet inn 40 millioner kroner.

– I dag markerer et stort skritt for Europas digitale og grønne skifte. Lumi er nå den raskeste og mest energieffektive superdatamaskinen i Europa og én av de kraftigste i verden, sier Margrethe Vestager, visepresident i EU-kommisjonen, i en pressemelding.

– Takket være sin enorme datakapasitet vil Lumi muliggjøre vitenskapelige gjennombrudd innen for eksempel medisin og klimaforskning i et mye raskere tempo. Det kan være i utviklingen av vaksiner, diagnostisering av kreft eller demping av effektene av klimaendringer. Dette er et godt eksempel på det enorme potensialet kunstig intelligens har for å forbedre livene våre, fortsetter Vestager.

Norske pilotprosjekter

Ifølge Sigma2 er det tre norske forskningsprosjekter som snart skal i gang med pilotering av Lumi-G.

I prosjektet «Solar Atmospheric Modelling», som ledes av professor Mats Carlsson ved Universitetet i Oslo (UiO), skal solens atmosfære simuleres og sammenlignes med virkelige observasjoner. De benytter to egenutviklede applikasjoner, Bitfrost og Dispatch, som nå tilpasses bruken av GPU-er.

Børge Arntsen ved NTNU leder et prosjekt hvor målet er å få detaljerte bilder av jordens indre ved hjelp av seismiske data registrert på land og i havet. Ifølge Sigma2 gjør det store beregningsbehovet prosjektet til en god kandidat for pilotering på Lumi-G.

Det tredje prosjektet handler om prosessering av naturlige språk. Det ledes av Stephan Oepen ved UiO. Ifølge Sigma2 har nevrale språkmodeller ledet til store gjennombrudd de senere årene, men trening av modellene, foredling og brukeropplæring krever enormt mye regnekraft. Da vil Lumi-G komme til nytte.

Også kommersiell bruk

– Lumi er et økosystem for høykapasitets databehandling, kunstig intelligens og dataintensiv forskning som muliggjør gjennombrudd innen flere grener av akademisk forskning. I tillegg er en femtedel av Lumis kapasitet rettet mot bedrifter, som får muligheten til å benytte metoder for neste generasjons databehandling og gi opphav til ny kompetanse og innovasjon, sier Kimmo Koski i pressemeldingen. Han er administrerende direktør i finske CSC – IT Center for Science, som drifter Lumi.

Økende behov

– Også i Norge ser vi en kraftig økning i behovet for regneressurser til kunstig intelligens og maskinlæring, sier Gunnar Bøe, daglig leder i Sigma2, i en pressemelding.

– Moderne verktøy innen kunstig intelligens har innebygd støtte for grafikkprosessorer som kan gi opptil 250-gangen i ytelsesøkning sammenlignet med en vanlig prosessor. For eksempel har de nasjonale superdatamaskinene Betzy og Saga henholdsvis 16 og 32 GPU-er, noe som kan gi tusen ganger mer ytelse enn en vanlig PC. Som deleier i Lumi får Norge tilgang på en maskin med (teoretisk, journ. anm) ytelse på mer enn 550 petaflops, noe som tilsvarer 5 millioner vanlige PC-er, sier Bøe.

Under innvielsen av Lumi ble det oppgitt at datamaskinen dekker en gulvflate på 150 kvadratmeter og veier 150 tonn. Der ble det også nevnt at det allerede finnes planer om å utvide systemet.

Knyttet til kvantedatamaskiner

Lumi skal også være viktig i partnerskap med kvantedatamaskiner. Allerede har to slike systemer blitt vellykket koblet knyttet til Lumi, nemlig QAL 9000 ved det svenske Chalmers/Wallenberg-senteret for kvanteteknologi og Finlands første kvantedatamaskin, Helmi, drevet av VTT.

– Vi kan gjennom vårt samarbeid i Lumi-konsortiet også gi forskere i Norge mulighet til å delta i ledende utvikling innen kvantedatamaskiner og bruken av disse, sier Hans Eide, spesialrådgiver i Sigma2, i en pressemelding.