Nová budova Akademie věd ČR obsahuje také datové centrum schopné zpracovávat extrémní vědecké výpočty. Vědci čím dále více využívají grafické karty.
Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB) uvedl do ostrého provozu nové datové centrum. Využívat ho budou vědci v rámci výzkumu, zejména k realizaci složitých matematických výpočtů. Datacentrum je součástí nové budovy ÚOCHB v pražských Dejvicích zaměřené na vědu a výzkum v oblasti organické chemie. Do celého komplexu se investuje zhruba miliarda korun.
Samotné datové centrum vyšlo na desítky milionů. Další desítky milionů pak stálo aktuální hardwarové vybavení. Kapacita datacentra je obsazena zhruba z jedné třetiny. Vědci si servery a další hardware nakupují sami. Ústav tyto technologie neplatí a je nutné využívat všemožných grantů.
Nová budova Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR, kde je datacentrum umístěno.
„Vlastní datacentrum je pro nás velice výhodné, získáváme flexibilitu a projekt dohromady stojí méně, než veřejné cloudy či hostování infrastruktury jinde,“ říká profesor Pavel Jungwirth, který na ÚOCHB vede jeden z výzkumných týmů.
Tisíce procesorových jader
Výpočetní výkon datového centra využívá několik vědeckých skupin. Přístup k technologiím je údajně poměrně flexibilní, pořadníky se nicméně do určité míry využívají. Další výpočetní prostředky pak vědci využívají v rámci vybudované vědecké cloudové infrastruktury Evropské unie. Podmínkou volného využití je sepsaný vědecký projekt. Chemici se také z Prahy napojují na superpočítač v Ostravě.
Technologie dodata firma Schneider Electric/APC. Servery už si vědci nakupují sami.
Současné serverové vybavení čítá zhruba pět tisíc procesorových jader, které lze zapojit do paralelního počítání. „Stále více ale začínáme experimentovat s grafickými kartami, ty se často hodí více,“ popisuje Jungwirth. Ústav používá GPU od Nvidie, stejně jako mnoho dalších firem a univerzit, které s grafickými kartami na serverech pracují. „Záleží také na tom, jaký software zrovna používáme, často bývá přizpůsoben na daný hardware. Někdy si aplikace ještě sami drobně přizpůsobujeme.“
Vlastní serverové zázemí vědcům umožňuje počítat pokročilé simulace. Konkrétně tým profesora Jungwirtha například nedávno zjistil, proč přesně sodík exploduje ve vodě (viz přiložené video). Skupina využívala profesionální kameru schopnou snímat deset tisíc snímků za sekundu, pomocí které analyzovala reakci sodíku a vody. „V určité fázi jsme netušili, co se na těch snímcích děje, takže jsme potřebovali datové centrum,“ usmívá se Jungwirth.
Takto se počítalo dříve.
Vědci proto nechali na serverech simulovat chemickou reakci na molekulární úrovni a sledovali jí v čase (na základě Schrödingerovy rovnice). Samotný děj se v reálném čase odehrával pět pikosekund. „Ale počítali jsme ho asi měsíc.“ Pokračovalo se pak v dalších simulacích pomocí Newtonových rovnic.
Pro netradiční zařízení
O datovém centru Akademie věd se začalo mluvit už v roce 2008 při prvních plánech na stavbu nové budovy. Po dokončení designu už samotná realizace trvala zhruba tři měsíce. Datacentrum je v mínus třetím podlaží nové budovy a kolaudováno bylo už v loňském roce, kdy ho vědci začali postupně využívat.
Kapacita datacentra je obsazena zhruba ze třetiny.
Komplex ve spolupráci se svým partnerem Power Tech postavila společnost Schneider Electric, která pod sebe sdružuje značky jako APC a dodává tak kompletní vybavení. „Technologie jsou od jednoho dodavatele, takže samotná stavba šla poměrně rychle,“ říká Jaromír Holub z Power Techu. Datový sál nemá žádnou certifikaci tipu TIER 3, protože jí vědci nepotřebují, technické standardy ale splňuje.
Celková plocha interního datového centra je 238 metrů čtverečních. Vědci mají k dispozici 68 standardizovaných devatenáctipalcových serverových skříní (racků). Většina z nich počítá s příkonem 10 kW, jsou zde ale také zóny na maximální příkon 20 kW na racků. Maximální odběr datového centra je 400 kW.
Vedle tradičních serverových rozvaděčů jsou k dispozici také oblasti pro nestandardní stroje, které výzkumníci mohou v budoucnu potřebovat a které se do běžných racků nevejdou. Jde především o technologie z historie, například modely od Silicon Graphics. „Do budoucna určitě chceme jít standardizovanou rackovou cestou,“ shodují se výzkumníci. Ti i dnes mají v regálu v datacentru běžné desktopové počítače, které pro výpočty používali.
Infrastruktura ÚOCHB je desetigigabitovou linkou napojena na „vnější svět“, komunikuje i s akademickou sítí CESNET. Akademické datacentrum ovšem obecně příliš komunikovat s venkem nepotřebuje, jde zejména o přenosy v rámci interní sítě.
