EuroHPC PL

Projekt był polskim etapem budowy europejskiego systemu superkomputerów klasy eksaskalowej, tworzonego przez wspólne przedsięwzięcie EuroHPC (EuroHPC JU). Pozwolił on wykonywać obliczenia w wielkiej skali ponad granicami państw i przeprowadzać skomplikowane symulacje, analizy dużych zbiorów danych, zaawansowane wizualizacje czy tworzyć rozwiązania z zastosowaniem sztucznej inteligencji. 

Na powstałą w ramach EuroHPC PL najnowocześniejszą infrastrukturę składają się komputery dużej mocy, akceleratory kwantowe i neuromorficzne, zasoby pamięci, oprogramowanie oraz wiedza ekspercka. Zintegrowane środowisko HPC (High Performance Computing) dużej skali pozwala stworzyć zaawansowane usługi obliczeniowe wysokiej wydajności. Projekt zakładał budowę systemów superkomputerowych o łącznej mocy obliczeniowej co najmniej 32 petaflopsów.

Szczegółowe cele projektu:

• stworzenie infrastruktury zasobów superkomputerów, specjalizowanych akceleratorów i usług laboratoriów na potrzeby nauki, gospodarki i społeczeństwa,
• usprawnienie prac badawczo-rozwojowych,
• wdrożenie nowoczesnych metod w zakresie medycyny spersonalizowanej, w tym spersonalizowanej radioterapii,
• większe ukierunkowanie prac B+R na potrzeby rynku,
• rozwój technologiczny przedsiębiorstw i innowacje w obszarach krajowych inteligentnych specjalizacji,
• szersze udostępnienie przedsiębiorstwom zasobów nowoczesnej infrastruktury badawczej,
• kompleksowe wsparcie dla naukowców i przedsiębiorców w zakresie skalowania oprogramowania i jego dostosowania do wymagań superkomputerów eksaskalowych.

Prace projektowe realizowane były w ramach czterech laboratoriów. Wrocławskie Centrum Sieciowo-Superkomputerowe odpowiadało za wybrane zadania w każdym z nich, było też liderem czwartego laboratorium.    

1. Laboratorium modelowania i równoległego przetwarzania danych w środowisku przedeksaskalowym koncentrowało się na zaprojektowaniu i wdrożeniu zaawansowanych systemów obliczeniowych dużej skali (w Cyfronecie i WCSS) oraz mniejszych maszyn do rozwoju technologii i aplikacji obliczeniowych dla systemów nowej generacji (w Cyfronecie i PCSS). Opracowało narzędzia do efektywnego zarządzania systemami w środowisku produkcyjnym oraz integracji infrastruktury EuroHPC PL z innymi e-infrastrukturami polskimi i europejskimi, a także pozwalające wykorzystać superkomputery do pilnych obliczeń. Zadaniem tego Laboratorium była budowa:

• platformy superkomputerowej do badań naukowych,
• platformy specjalizowanych akceleratorów,
• platformy obliczeń pilnych (liderem tego zadania jest WCSS),
• platformy integracji e-infrastruktur (środowiska EuroHPC, środowiska akceleratorów kwantowych i środowiska akceleratorów neuromorficznych).

2. Laboratorium zastosowań obliczeń hybrydowych zajmowało się zastosowaniem komputerów kwantowych i wdrożeniem ich do praktycznego użycia. W tym celu należało stworzyć metody i techniki pozwalające wykorzystać narzędzia wykonujące obliczenia kwantowe do rozwiązania istniejących problemów albo tak sformułować problem, by możliwe było zastosowanie technik kwantowych. Laboratorium zbudowało:

• platformę adaptacji problemów naukowych do technologii akceleratorów EuroHPC, kwantowych i neuromorficznych,
• e-platformę kwantowego uczenia maszynowego,
• platformę wsparcia obliczeń kwantowych algorytmami klasycznymi,
• platformę projektowania wieloetapowych obliczeń z zastosowaniem akceleratorów kwantowych,
• platformę certyfikacji i mitygacji błędów na komputerach kwantowych,
• platformę kwantowych badań operacyjnych i optymalizacji dyskretnej w obliczeniach hybrydowych.

 3. Laboratorium zastosowania superkomputerów w medycynie prowadziło prace nad wykorzystaniem mocy obliczeniowej do stworzenia indywidualnych terapii, dobieranych dla konkretnego pacjenta. Zadania wykonywane w ramach tego Laboratorium skupiły się na praktycznym zastosowaniu dużych mocy obliczeniowych w aplikacjach medycznych. W ramach projektu zbudowało:

• platformę modelowania na potrzeby medycyny spersonalizowanej,
• platformę symulacji na potrzeby radioterapii,
• platformę do symulacji kwantowych i obrazowania medycznego dla skanerów pozytronowej tomografii emisyjnej.

4. Laboratorium efektywności energetycznej i obliczeniowej oprogramowania HPC pracowało nad rozwojem technik pozwalających zredukować koszty operacyjne maszyn obliczeniowych – takie, jak zużycie energii czy chłodzenie. Część zadań w ramach tego Laboratorium dotyczyło optymalizacji oprogramowania działającego w środowisku superkomputerowym. Zadaniem tego Laboratorium była budowa:

• platformy efektywności energetycznej obliczeń,
• platformy efektywności obliczeniowej w środowisku eksaskalowym,
• platformy oprogramowania masywnie równoległego, 
• platformy akceleracji oprogramowania HPC,
• platformy planowania wieloetapowych obliczeń z zastosowaniem akceleratorów kwantowych,
• platformy ułatwiającej i wizualizującej obliczenia kwantowe,
• pilotażowej platformy wydajnych zastosowań domenowych.

Wśród zadań tego Laboratorium były również:

• opracowanie biblioteki oprogramowania dla potrzeb obliczeń eksaskalowych,
• opracowanie metodologii analizy kodów HPC dla potrzeb obliczeń w eksaskali,
• opracowanie metodologii wytwarzania oprogramowania dla potrzeb obliczeń w eksaskali,
• dostosowanie wybranych pakietów oprogramowania naukowego do wymagań obliczeń eksaskalowych,
• opracowanie metodologii analizy kodów w kontekście danego problemu naukowego.

Projekt realizowany był przez Konsorcjum w składzie:

• Akademia Górniczo-Hutnicza – Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet AGH (lider projektu)
• Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk – Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe
• Politechnika Gdańska – Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
• Politechnika Wrocławska – Wrocławskie Centrum Sieciowo-Superkomputerowe
• Narodowe Centrum Badań Jądrowych – Centrum Informatyczne Świerk
• Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk
• Centrum Fizyki Teoretycznej Polskiej Akademii Nauk.