Supercomputers, of high performance computing (HPC)-systemen voor de vrienden, worden vaak gezien als abstracte verwezenlijkingen op maat van de academische sector. Zowel Vlaanderen als Europa willen echter organisaties groot en klein aanspreken om de beschikbare rekenkracht te benutten.
Ons land staat misschien niet in de top 500 van ’s werelds krachtigste supercomputers, maar dat wil niet zeggen dat Vlaanderen geen rekenkracht huisvest. Denk maar aan de BrEniac Tier 1-supercomputer en de Tier 2 HPC-clusters ThinKing en Cerebro. Voor de meeste bedrijven zijn die systemen helaas een ver-van-hun-bed-show. De Vlaamse HPC-infrastructuur wordt gezien als een toolset voor onderzoek in de academische wereld en niet als een potentieel hulpmiddel voor lokale bedrijven en enterprises.
Efficiënte simulaties
“Vlaamse supercomputers worden voor 90 procent gebruikt voor academische doeleinden”, zegt Lieven Stassen, hoofd van big data en security bij Atos België en Luxemburg. Atos is één van Europa’s belangrijkste constructeurs van HPC-infrastructuur. “HPC-rekenkracht kan heel veel sectoren stimuleren”, denkt hij. Stassen ziet veel kmo’s waar vandaag grote workstations dagenlang draaien om specifieke simulaties af te ronden. “Draai zo’n workload op een HPC-systeem en je kan 50 verschillende simulaties draaien op dezelfde tijd”, weet hij.
Supercomputers zoals de BrEniac in Leuven worden vandaag vooral voor academische doeleinden gebruikt.
HPC-systemen zijn ideaal voor complexe simulaties en optimalisatieproblemen, en die kom je in veel sectoren tegen. “Denk maar aan een architect die weken moet zwoegen om optimale woon-units in te passen in een sociaal woonproject, of de kapper die wil weten wat de beste plaats is om een nieuwe zaak te openen.” Zelfs de vorm van Pringles-chips is een product van rekenwerk door een supercomputer. Een HPC-systeem ontwikkelde een vorm die optimaal is voor zowel sterkte, verpakking als productie. Geen eenvoudige taak: zo waren de eerste Pringles-chips zo aerodynamisch dat ze van de band vlogen, wat meteen illustreert hoe onverwacht complex sommige optimalisatieproblemen kunnen zijn.
Van farmacie tot retail
Specifiek voor België en zijn farmaceutische sector kijkt Stassen naar de ontwikkeling van digitale modellen van het menselijk lichaam. “Daarmee kunnen onze bedrijven nieuwe medicijnen in silico uittesten en zo de ontwikkelingstijd drastisch verkorten”, weet hij. HPC bewijst zelfs zijn nut met problemen die zo banaal zijn als stock-optimalisatie. Met de juiste omkadering op zijn plaats, kan vrijwel iedere sector meerwaarde halen uit HPC-rekentijd.
Farmaceutisch onderzoek naar nieuwe medicijnen kan een stuk sneller gaan wanneer de moleculen ‘in silico’ worden getest.
Het probleem is dan ook vooral dat de meeste organisaties gewoonweg niet weten dat HPC bestaat en een nut heeft buiten de academische sector. En als ze het wel weten, dan is het vaak niet duidelijk waar ze moeten beginnen om ook effectief van HPC te profiteren.
Vlaams kenniscentrum
Dat bevestigt ook Caroline Volckaert van het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek (FWO). “De stap naar high performance computing is voor vele bedrijven moeilijk en duur. Vooral de verkennende fase eist een grote investering. Een laagdrempelige toegang tot een kenniscentrum waar bedrijven terecht kunnen bij hun eerste stappen in het gebruik van HPC, kan hier een verschil maken.” Volckaert ziet hier een belangrijke rol voor het Vlaamse Supercomputer Center (VSC): “Het VSC wil als een dienstencentrum opereren, waar bedrijven terechtkunnen wanneer ze vernieuwende computationele technieken willen incorporeren in hun organisatie. Daartoe biedt het zowel rekeninfrastructuur als consultancy en training aan.”
De stap naar high performance computing is voor vele bedrijven moeilijk en duur.
Het centrum, dat in samenwerking met Vlaanderen beheerd wordt door het FWO, probeert actief bedrijven te overtuigen voor het gebruik van HPC. “To out-compute is to out-compete”, luidt de slogan, en die illustreert meteen waarom Vlaanderen lokale ondernemingen wil stimuleren om de innovatie te omarmen. Springen we als regio snel op HPC, dan vergaren we zo een concurrentieel voordeel tegenover het buitenland dankzij verre optimalisatie van businessprocessen.
Gratis advies
Bedrijven die interesse hebben in HPC als oplossing, kunnen vandaag al bij het VSC terecht voor een gratis consultatie, waarbij experts mee onderzoeken of de organisatie in kwestie inderdaad baat heeft bij rekentijd op een supercomputer. Is het antwoord ja, dan heeft het VSC meteen consultants in huis die helpen om de technische kant van het verhaal uit te werken.
Rekentijd inkopen op een HPC-systeem is immers maar één aspect. Om die rekentijd te kunnen benutten, moeten organisaties de kennis hebben om hun specifieke problemen aan de supercomputer te voeden op een efficiënte manier. “In de academische wereld hebben onderzoekers en ontwikkelaars die ervaring”, bedenkt Stassen zich. “In de zakelijke wereld is die kennis veel minder aanwezig.” Precies daarom voorziet het VSC de nodige trainingen.
Lees dit: Cray werkt aan exascale supercomputer
Stassen denkt dat samenwerking de sleutel is. “Het is een goed idee om ons in eerste instantie op één sector te focussen en HPC daar in samenwerking met universiteiten en de overheid op een toegankelijke manier naar de markt te brengen.” Een Europese kentering waarbij HPC een belangrijkere rol gaat spelen in het economische leven is al aan de gang en die zal alleen maar in een stroomversnelling terechtkomen.
EuroHPC en de Europese ambitie
Zo houdt de Europese Unie zich met de zaak bezig. De European High Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC) heeft als ambitie om de EU op de wereldkaart te zetten als krachtige supercomputermogendheid. Dat ambitieuze project heeft ook oog voor een economische return. “In het kader van het initiatief moet ieder land een speciaal competentiecentrum uitwerken voor de uitrol van HPC”, weet Geert Van Grootel. Hij vertegenwoordigt als board member de belangen van ons land in het internationale EuroHPC-initiatief, dat hoofdkwartier houdt in Luxemburg. “Dat initiatief is een erg strategisch programma met een oog voor economische activiteiten”, aldus Van Grootel.
EuroHPC heeft als ambitie om de EU op de wereldkaart te zetten als krachtige supercomputermogendheid.
Hij bevestigt dat het in Vlaanderen ondanks de ambitie nog ontbreekt aan transparantie naar de bedrijfswereld toe. Het EuroHPC-project wil overheden aanzetten om kmo’s te ondersteunen en de acceptatie in allerhande sectoren in een stroomversnelling te brengen. “Ook de overheid zelf moet HPC nog meer omarmen”, vindt Van Grootel. “In het buitenland bestaan er al semi-onderzoeksinstellingen, gestuurd door de overheid, waarmee aan maatschappelijk onderzoek wordt gedaan. Nederland kijkt bijvoorbeeld naar de invloed van het klimaat op de geografie van het land, terwijl Frankrijk HPC-capaciteit inzet voor cyberbeveiliging en fraudedetectie.”
HPCaaS
Van Grootel denkt dat we ons op een scharnierpunt bevinden. “De focus van HPC zal waarschijnlijk verschuiven van hardwarecentrisch naar serviceplatformen met een hoge schaalbaarheid voor eindgebruikers.” Hij vermoedt met andere woorden dat HPC-infrastructuur steeds meer ‘as a service’ beschikbaar zal komen, naar analogie met een meer traditioneel cloudaanbod.
HPC-infrastructuur evolueert steeds meer naar een cloudmodel, waarbij rekenkracht als dienst beschikbaar komt.
“Met HPC als een dienst komen we in een tijdperk terecht waarbij een machine een breed gamma aan applicaties ondersteunt, met een flexibele inzet van rekenkracht voor die applicaties. Ik denk dat het onderscheid tussen Tier-0 en Tier-3-systemen zo op termijn zelfs irrelevant zal worden. De evolutie zal het belang van HPC competence centers zoals ons VSC zeer sterk doen toenemen, en er automatisch voor zorgen dat barrières die vandaag nog bestaan, sneller verdwijnen.”
Het EuroHPC-initiatief moet hoe dan ook de beschikbare rekenkracht in Europa op korte termijn fors uitbreiden, zodat er automatisch meer rekentijd beschikbaar komt voor kmo’s. Eer het zover is, moeten organisaties natuurlijk eerst weten dat rekentijd op een HPC-systeem zijn geld waard is, en dat de resultaten een concrete positieve impact kunnen hebben op de bedrijfsdoelstellingen.
Het initiatief heeft trouwens een veel bredere ambitie, waarbij Europa op de exascale-kaart moet komen en z’n eigen hardware wil gaan bakken. Daar gaan we hier dieper op in: Van eigen chips tot exascale-supercomputer: Europa gaat concurrentie aan met Intel en Nvidia