Supercomputers verouderen even snel als pc’s
Voor wetenschappers die een supercomputer nodig hebben, is er maar één adres: het Ames Research Center in Californië, waar NASA’s pronkstukken staan opgesteld. Het topmodel, de Pleiades, is met zijn 973 teraflops de zesde snelste supercomputer ter wereld.
Het Ames Research Center (ARC) staat dag en nacht, zeven dagen op zeven ter beschikking van de 1.500 wetenschappers die met een goede motivatie op de proppen komen. De tijd en processorkracht die de ruimtevaartorganisatie zelf niet gebruikt wordt verdeeld onder de geïnteresseerden.
NASA Earth Exchange
Vorige week nog stelde de ruimtevaartorganisatie het NASA Earth Exchange-systeem (NEX), dat gevirtualiseerd wordt op de Pleiades-hardware, ter beschikking van de wetenschap. Wetenschappers kunnen het systeem en het ondersteunend personeel inschakelen voor klimaatonderzoek.
Naast onderzoek naar de ontwikkeling van nieuwe ruimtetuigen is er in het ARC dus plaats voor wetenschappelijk onderzoek. Zowel klimaatstudies, weermodellen als de vraagstukken van het heelal komen er aan bod.
973 teraflops
Het duizelingwekkende rendement van 973 biljoen floating point operations per seconde is nog niet zo oud. Bij de introductie van het monster eind 2008 werd ongeveer de helft daarvan gehaald. Net zoals pc’s verouderen supercomputers snel en hebben ze soms behoefte aan een upgrade.
Levensduur
“Supercomputers hebben een levensduur van ongeveer drie jaar”, vertelde Rupak Biswas, NASA-divisiechef van het ARC tijdens een bezoek van een collega van CNet. “Na die periode valt de kosten-batenanalyse negatief uit.”
Daarom kijkt Biswas constant uit naar een vervanger. Maar die koop je natuurlijk niet in een winkel. “We bekijken welke vernieuwingen er op de markt zijn en bestellen soms testhardware bij de fabrikant. Na de evaluatie wordt eventueel tot de definitieve ingebruikname overgegaan.”
IBM
Voordat besloten werd tot aankoop van de SGI-hardware waarmee de Pleiades is opgebouwd, werd een testmodel van IBM besteld. Hoewel de uiteindelijke keuze op SGI viel, staat de machine van IBM nog steeds in de kelders van het ARC.
Exaflops
De logische volgende stap in de wereld van de supercomputers zijn de modellen die rekenen met een of meer exaflops. Er bestaan momenteel nog maar vier machines die de mijlpaal van 1.000 petaflops hebben gehaald. Biswas maakt zich wel zorgen over het energieverbruik van een dergelijk monster.
Verbruik
“Een petaflopmachine verbruikt ongeveer 7 megawatt. Zonder een verbetering in efficiëntie haalt een exaflopmodel dus 7 gigawatt en dat is onhaalbaar. Je kan de bouw van een kerncentrale om een supercomputer van energie te voorzien niet verantwoorden.”
Bij de aanschaf van een nieuwe supercomputer speelt ook de belasting van het systeem mee. Indien er geen toepassingen voorhanden zijn die de rekenkracht ten volle benutten, is een upgrade of vervanging niet aangewezen. Volgens Biswas zijn er genoeg toepassingen te bedenken.
Toepassingen
“Met een dergelijke machine zou de NASA haar weersvoorspellingen kunnen optimaliseren. Nu is het zelfs met de snelste supercomputer nog niet mogelijk om het weer op de dag zelf accuraat te voorspellen, laat staan voor de komende vijf dagen.”
Een andere toepassing van een exaflopcomputer ziet Biswas in een model van de relatie tussen de aardatmosfeer en de oceanen. “Combineer dat met de registraties aan het aardoppervlak en de data over de poolkappen en je krijgt een gigantisch, bijzonder leerrijk model dat exafloprekenkracht vereist.”
De NASA zou zelf ook een nieuwe supercomputer kunnen gebruiken. Vandaag kunnen namelijk alleen de eerste seconden van een lancering in een model worden gegoten. Een hele missie simuleren zou een rekenkracht van meerdere exaflops vereisen, beweert Biswas.
Winkelen
Toepassingen voor een nieuwe supercomputer bij de NASA zijn er dus genoeg. Zodra er een doorbraak komt in de energie-efficiëntie van nieuwe computers kan Biswas en zijn team gaan winkelen. “Dat zal niet al te lang meer duren”, aldus het hoofd van NASA’s supercomputerafdeling.
