Kotys, dezlănțuită. Povestea supercalculatorului de trei milioane de euro de la Universitatea „Babeș-Bolyai”

Faceți cunoștință cu Kotys, supercalculatorul de la UBB | Foto: Vakarcs Loránd

E o furie neagră, zăvorâtă în patru dulapuri de metal. Sute de leduri verzi și galbene clipesc intermitent, din spatele gratiilor de fier care o închid. Se răcorește cu 24 de ventilatoare, care suflă cu puterea vântului și șuieră cu decibelii unei vijelii. O cheamă Kotys, după numele zeiței trace a furtunii, și este cel mai puternic supercalculator din mediul universitar din țară.

Capacitatea testată este de 40.000.000.000.000, adică 40 de mii de miliarde, de operațiuni matematice cu numere reale, pe secundă. Capacitatea teoretică este de 62 de mii de miliarde. „E echivalent cam cu 1000 de PC-uri medii”, rezumă unul din „îmblânzitorii” lui Kotys, administratorul de sistem Adrian Sterca, din cadrul Facultății de Matematică-Informatică a Universității „Babeș-Bolyai”.

Zeița de la parterul FSEGA

Kotys e adăpostită într-o încăpere de mici dimensiuni, de la parterul Facultății de Științe Economice și Gestiunea Afacerilor din Cluj (FSEGA), parte a Universității „Babeș-Bolyai”. Nimic nu te pregătește pentru surpriza de după ușa albă, anostă, cu o plăcuță aurie pe care scrie „Centrul de Calcul de Înaltă Performanță (CIP)”. Un hol foarte mic, două scări și, apoi, camera strâmtă, văruită cu alb-spital.

Patru dulapuri găzduiesc sistemul de calcul propriu-zis (cele două din mijloc), sistemele de management, de stocare și de cloud (al patrulea) și un switch foarte puternic, de 64 GB, precum și spațiu pentru extinderi viitoare (primul). Switch-ul e dispozitivul care integrează o parte importantă a componentelor întregului sistem de calcul, explică lect. univ. dr. Adrian Sterca. În fața celor patru dulapuri de calcul se află alte două dulapuri, așa numitul UPS, care asigură curentul electric pentru Kotys, în caz de avarie la rețeaua electrică.

Șase dintre cele 68 de noduri, fiecare are două procesoare | Foto: Vakarcs Loránd

Supercalculatorul e format din 68 de noduri a câte două procesoare Intel Xeon E5-2660, dispuse în „rafturi” de câte două. Ledurile lor sunt cele care sclipesc de după gratiile negre. Din fiecare nod pornesc câte trei cabluri, unul portocaliu și două albastre, pentru rețelele care integrează puterea de calcul. În al patrulea dulap sunt așezate, ca în niște tăvi suprapuse, 120 de hard diskuri, care asigură o memorie suplimentară de 72 de TB, pe lângă memoria de 1 TB a fiecăruia dintre cele 68 de noduri.

Kotys reprezintă, în termeni de specialitate, o combinație între un sistem de tip cloud și un sistem de calcul de înaltă performanță. Partea de cloud este asigurată de 10 servere de virtualizare și un server de management. Întreg sistemul este operat de la un display pe care Adrian Sterca îl depliază dintr-un sertar al celui de-al patrulea dulap.

Pe ecran se derulează pagini după pagini de rânduri cu cifre și simboluri matematice. Fiecare rând reprezintă un „job”, adică o sarcină pe care Kotys o execută chiar în acel moment.

Forță a naturii

Supercalculatorul poate derula simultan 1360 de joburi simple. „Îl folosim la 100% din capacitate. Avem acum și multe joburi «pending», adică în așteptare. Utilizarea este gratuită, dar cei care îl folosesc trebuie să aibă o formă de colaborare cu universitatea”, spune informaticianul.

Dacă în față e vânt și zgomot, în spatele celor patru dulapuri, e înnăbușitor de cald. Când muncește, Kotys degajă o asemenea căldură încât are nevoie de un sistem de răcire complex, pe apă și aer. Apa este răcită într-un tanc metalic din afara clădirii, care arată pe din afară ca un transformator de curent, numit „chiller”. Odată răcită, apa este transmisă printr-o țeavă, către cele trei coloane a câte opt ventilatoare, intercalate între dulapuri, ventilatoare care o folosesc pentru a răci nodurile de calcul, iar apoi e retrimisă spre chiller.

Adrian Sterca monitorizează sistemul de la displayul din al patrulea dulap de calcul | Foto: Vakarcs Loránd

De la aceste ventilatoare vine șuierul și suflul permanent, care acompaniază munca supercalculatorului. Poate tot de aici vine și numele sistemului, dat de un expert de la IBM, care a participat la instalarea lui. „Nu știu exact de unde vine numele, dar e o coincidență fericită cu numele proiectului în baza căruia a fost achiziționat, și care viza managementul dezastrelor”, mai spune Adrian Sterca.

Achiziționarea lui Kotys a fost posibilă în baza unui proiect european început în 2014. În toamna lui 2015, supercalculatorul a fost livrat la „domiciliul” de azi, licitația fiind câștigată de Lenovo, care tocmai achiziționase divizia de procesoare a IBM. În momentul instalării, era cel mai puternic supercalculator din mediul universitar din România, statut pe care și l-a păstrat până azi. „Din câte știu, încă este cel mai puternic calculator din mediul academic, dar în mediul privat, există calculatoare poate și de 20 de ori mai puternice”, precizează Adrian Sterca.

Folosit de toată universitatea

Proiectul pe baza căruia a fost cumpărat sistemul de calcul s-a numit „Dezvoltarea infrastructurii de cercetare pentru managementul dezastrelor bazat pe calcul de înaltă performanță – MADECIP”, și a fost depus de un consorțiu de opt facultăți ale UBB, prin Programul Operațional Sectorial „Creșterea Competitivității Economice”, din cadrul perioadei de finanțare 2007-2013. Valoarea totală a proiectului a fost de 12,129 milioane de lei, din care asistența financiară nerambursabilă a fost de zece milioane de lei. Liderul de consorțiu a fost Facultatea de Știința și Ingineria Mediului.

Decanul acestei facultăți, Alexandru Ozunu, spune că un astfel de calculator era necesar pentru a realiza modelări complexe ale unor scenarii de risc, bazate pe dezastre naturale. „Am făcut simulări de alunecări de teren, accidente la magistrală de gaz, cutremur la rafinărie etc. Toate aceste situații de risc sunt caracterizate prin modele care se realizează și sunt însoțite de foarte multe ecuații și alte date, care nu pot fi calculate decât pe asemenea echipamente”, explică prof. univ. Alexandru Ozunu. Pe baza supercalculatorului a luat ființă și un nou institut de cercetare în cadrul Facultății de Știința și Ingineria Mediului, și anume Institutul de Cercetare pentru Sustenabilitate și Managementul Dezastrelor bazat pe Calculul de Înaltă Performanță (ISUMADECIP).

Prof. univ. Alexandru Ozunu, directorul proiectului MADECIP | Foto: Dan Bodea

Sistemul de calcul este folosit și de celelalte facultăți ale UBB, mai ales de cele de Fizică, Chimie și, bineînțeles, Matematică-Informatică – cea care administrează sistemul – , dar și de cele de Geografie, Biologie și Geologie sau Științe Economice – unde se află Kotys.

O listă a articolelor din publicații ISI – cele mai relevante pe plan internațional – pentru care s-au folosit supercalculatorul de la UBB în ultimii trei ani cuprinde 37 de poziții și le include doar pe acelea care au menționat în mod explicit utilizarea acestuia.

De ce era nevoie de un supercalculator
Într-o lucrare științifică de prezentare a Centrului de Calcul de Înaltă Performanță al UBB, semnatarii articolul prezintă de la bun început necesitatea achiziționării supercalculatorului. „De mai mulți ani, cercetătorii universității din domenii precum: Matematică, Informatică, Fizică, Chimie, Biologie, Geografie, Științe Economice sau Științele Mediului, se confruntau cu lipsa unei infrastructuri de calcul performant. Necesitatea unei astfel de infrastructuri era evidentă de mai mult de un deceniu, dar până acum au existat doar inițiative mici, care au venit de la unități organizaționale mai puțin importante ale universității, care nu aveau putere financiară și de decizie, acest lucru ducând la achiziționarea și instalarea unor soluții mici, cu performanțe reduse și nu foarte bine integrate
”.

Acest articol a fost publicat pe www.PressHub.ro și Transilvania REPORTER în cadrul proiectului “Cohesion Policy: Better Understanding, Reporting, Dissemination”, cofinanțat de UE prin DG Regio. Informațiile prezentate nu reprezintă poziția oficială a UE. Întreaga răspundere asupra corectitudinii și coerenței informațiilor prezentate revine autorului.

Postaţi un comentariu