ΕΜΠ: Νέα υπερυπολογιστική υποδομή άνω των 2 PetaFLOPS για AI και έρευνα

Μια νέα κεντρική υπολογιστική υποδομή, σχεδιασμένη για τις αυξανόμενες ανάγκες των Σχολών, των Εργαστηρίων και των ερευνητικών ομάδων του, ολοκλήρωσε και θέτει στη διάθεση της Πολυτεχνειακής Κοινότητας το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο.

Η επένδυση πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος «Πανεπιστήμια Αριστείας» και αναπτύσσεται σε δύο συμπληρωματικούς πυλώνες: το Ιδιωτικό Υπολογιστικό Νέφος του ΕΜΠ και τον ICARUS, τη νέα υποδομή Υπολογιστικής Υψηλών Επιδόσεων (HPC).

ICARUS με 48 μονάδες CPU–GPU και ισχύ άνω των 2 PetaFLOPS

Το ισχυρότερο τμήμα της νέας υποδομής είναι ο ICARUS, ο οποίος προορίζεται για ιδιαίτερα απαιτητικά επιστημονικά και ερευνητικά προβλήματα.

Η συστοιχία αποτελείται από 24 υπολογιστικούς κόμβους, καθένας από τους οποίους διαθέτει δύο NVIDIA Grace Hopper GH200 Superchips. Συνολικά, το σύστημα διαθέτει 48 συνδυασμένες μονάδες CPU–GPU.

Η συνολική υπολογιστική του επίδοση ξεπερνά τα 2 PetaFLOPS σε ακρίβεια υπολογισμών FP64. Το ΕΜΠ χαρακτηρίζει τον ICARUS ως την ισχυρότερη υπερυπολογιστική μονάδα σε ελληνικό πανεπιστήμιο και μία από τις ισχυρότερες σε ευρωπαϊκά πανεπιστήμια.

Η υποδομή μπορεί να αξιοποιηθεί για εκπαίδευση και λειτουργία εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης και Μηχανικής Μάθησης, μεγάλης κλίμακας επιστημονικές και αριθμητικές προσομοιώσεις, υπολογιστική μηχανική και CFD, καθώς και πολυφυσικά προβλήματα.

Στις προβλεπόμενες χρήσεις περιλαμβάνονται ακόμη η κλιματική, ενεργειακή και περιβαλλοντική μοντελοποίηση, η επεξεργασία μεγάλων όγκων δεδομένων, η εκπαίδευση σύνθετων μοντέλων και νευρωνικών δικτύων και εφαρμογές που απαιτούν μαζικά παράλληλη επεξεργασία μέσω GPUs.

Ιδιωτικό Cloud για όλη την Πολυτεχνειακή Κοινότητα

Ο δεύτερος πυλώνας είναι το Ιδιωτικό Υπολογιστικό Νέφος του ΕΜΠ, ένας κοινόχρηστος υπολογιστικός πόρος που απευθύνεται σε μέλη ΔΕΠ, ερευνητές και σπουδαστές.

Η υπηρεσία βασίζεται στην ανοικτή πλατφόρμα OpenStack και επιτρέπει τη δημιουργία υπολογιστικών περιβαλλόντων κατά παραγγελία, ανάλογα με τις ανάγκες κάθε εκπαιδευτικής ή ερευνητικής δραστηριότητας.

Παρέχει εικονικές μηχανές με πόρους που καθορίζονται ανά έργο, αποθηκευτικό χώρο με δυνατότητα δημιουργίας snapshots και επαναφοράς σε προηγούμενο χρονικό σημείο, καθώς και δικτυακές υπηρεσίες με δημόσιες διευθύνσεις IP και ελεγχόμενη πρόσβαση.

Η βασική μονάδα οργάνωσης είναι το Project, στο οποίο κατανέμονται συγκεκριμένοι υπολογιστικοί, αποθηκευτικοί και δικτυακοί πόροι για καθορισμένο χρονικό διάστημα.

Προβλέπονται δύο επίπεδα πρόσβασης. Η «Δοκιμαστική Χρήση» παρέχει άμεσα ένα περιβάλλον περιορισμένων πόρων, ενώ η «Παραγωγική Λειτουργία» προορίζεται για ερευνητικά έργα και εργαστήρια και ενεργοποιείται μετά από τεκμηρίωση και αξιολόγηση των αναγκών.

Με αυτό το μοντέλο, οι ερευνητικές ομάδες μπορούν να δημιουργούν και να λειτουργούν εικονικές υποδομές χωρίς να απαιτείται ξεχωριστός φυσικός εξοπλισμός για κάθε εφαρμογή.

Ενιαίο περιβάλλον από το Cloud έως τους υπολογισμούς υψηλών επιδόσεων

Οι δύο υποδομές έχουν διαφορετικό αλλά συμπληρωματικό ρόλο. Το Cloud καλύπτει την ανάπτυξη, παραμετροποίηση και φιλοξενία εφαρμογών και ερευνητικών υπηρεσιών, ενώ ο ICARUS παρέχει την υπολογιστική ισχύ που απαιτούν επιστημονικές εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.

Ένα ερευνητικό έργο μπορεί επομένως να αξιοποιεί το Cloud για την ανάπτυξη και λειτουργία των υπηρεσιών του και το HPC για απαιτητικούς παράλληλους υπολογισμούς, επεξεργασία δεδομένων ή εκπαίδευση μοντέλων AI.

Το ΕΜΠ σχεδιάζει την υποδομή ως κοινό πόρο για διαφορετικά επιστημονικά πεδία, με στόχο να διευκολύνει και τη συνεργασία μεταξύ Σχολών και Εργαστηρίων.

Η διάθεση της νέας υπολογιστικής ισχύος συνδέεται επίσης με τη συμμετοχή του Ιδρύματος σε μεγάλα εθνικά και ευρωπαϊκά ερευνητικά έργα, καθώς και με την εκπαίδευση σε σύγχρονες ψηφιακές τεχνολογίες και την ανάπτυξη εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης.