Frontijer, Fugaku, Lumi, Leonardo, Samit, Sijera i Selin.

Ne, ovo nisu imena heroja nekog avanturističkog ili crtanog filma, niti novih strip junaka iz neke zaštitničke grupe, već nazivi superkompjutera.

Ovi uređaji visokih radnih karakteristika, poput običnih računara, imaju zadatak da skladište i obrađuje podatke, ali u daleko većem obimu i gotovo nezamislivom brzinom.

Za razliku od njihovih nešto starijih rođaka koji staju na radni sto u sobi, superkompjuteri zauzimaju više desetina kvadrata u posebnim centrima i laboratorijama gde nezaustavljivo analiziraju ogromne količine informacija, ali i simuliraju složene procese i odnose.

„To je računar čija brzina izvršavanja operacija sa realnim brojevima višestruko nadmašuje računar opšte namene – laptop, desktop i server“, navodi Miloš Cvetanović, profesor Elektrotehničkog fakulteta (ETF) u Beogradu, u pisanoj izjavi za BBC na srpskom.

Superkompjuteri se najpre primenjuju u naučnim istraživanjima i inženjerskim poslovima „koji zahtevaju izuzetno brze proračune“.

Koriste se kod vremenske prognoze, za istraživanje klime, nafte i gasa, pri molekulskom modeliranju i novim hemijskim jedinjenjima, kao i simulaciju, između ostalog, aerodinamike aviona i svemirskih letelica, demonstraciju nuklearnog oružja.

Usko su vezani za veštačku inteligenciju, a njihov doprinos se meri i time što ubrzavaju tempo istraživanja i razvoja proizvoda.

Superkompjuteri u Srbiji su u Državnom Data Centru u Kragujevcu i Laboratoriji za primenu računara u nauci na Institutu za fiziku u Beogradu, dok je početkom godine najavljena nabavka još jednog.

Od zemalja regiona, osim Srbije, superkompjutere imaju i Slovenija, Hrvatska, Mađarska i Bugarska.

Smatra se da je prvi uspešni superračunar – CDC 6600, delo pionira u ovom poslu i američkog inženjera elektronike, Simora Kreja, proizveden septembra 1964. godine.

BBC na srpskom je od sada i na Jutjubu, pratite nas OVDE.

Čemu služi superkompjuter?

„U užem smislu, superkompjuter je računarski sistem namenski dizajniran da efikasno izvršava relativno mali broj zahtevnih vrsta obrada podataka, poput vremenske prognoze, simulacije nuklearnih eksplozija, dinamike fluida i sličnih“, objašnjava profesor Miloš Cvetanović.

Zato je način njegove upotrebe „veoma ograničen, specifičan i poznat relativno malom broju ljudi koji ga koriste“.

„Takav računarski sistem veoma često može imati više miliona procesora ili jezgara specifične arhitekture sa veoma brzim pristupom memoriji.“

Zbog svega toga – mnogo košta.

Iako slabiji, postoje i generički superkompjuteri – imaju niz prednosti, a i više se upotrebljavaju.

„Najvažnija je mogućnost izvršavanja većeg broja zahtevnih vrsta obrada podataka, poput danas vrlo aktuelnih, primena veštačke inteligencije“, objašnjava Cvetanović.

Cena im je, kaže, daleko povoljnija, a potrošnja struje mnogo niža, te uporediva sa onom „široko rasprostranjenih servera“.

Brzina, namena i značaj superkompjutera

Učinak superkompjutera, odnosno brzina proračuna se meri u flopsima.

Flops je skraćenica od Floating point operations per second, odnosno broj operacija sa pokretnim zarezom u sekundi, i najčešće se koristi za naučna računanja sa velikim matematičkim operacijama.

Trenutno najbrži superkompjuter na svetu, američki Frontijer (Frontier), ima brzinu od oko 1.680 petaflopsa, dok je kod „prosečnog računara opšte namene oko 150 gigaflopsa“.

To je 11 miliona puta brže, objašnjava Cvetanović.

„Superkompjuter sa brzinom od oko pet petaflopsa (brzina onog u Kragujevcu) je oko 33.000 puta brži od prosečnog računara opšte namene“, dodaje.

Frontijer je u maju 2022. dostigao brzinu od 1,1 egzaflopsa, postavši tako prvi zabeleženi računar za egzaskalu, a očekuje se da bi u narednom periodu mogao da dostigne skoro dvostruko veću brzinu.

Ovako velike brzine omogućavaju intenzivniji i snažniji razvoj naučne i inovativne zajednice, glavnih korisnika superkompjutera.

Tako je ovaj uređaj našao primenu u vremenskoj prognozi, poboljšavši njenu tačnost, kao i zdravstvu, bioinformatici, energetici i molekulskom modeliranju.

Japanski superkompjuter Fugaku bio je angažovan i tokom pandemije korona virusa radeći na simulaciji „kako se širi infekcija u kancelarijama sa pregradama i prenatrpanim vozovima sa otvorenim prozorima“.

Simulacije na ovom uređaju pomažu Američkoj svemirskoj agenciji (NASA), između ostalog, oko proučavanja uticaja klimatskih promena, bezbednosti astronauta i ekološki prihvatljivog dizajna električnih letelica.

Pomoću superkompjutera izvode se i simulacije nuklearnih testova, demonstracije vojnih sukoba, istražuje se nafta i gas.

This picture taken on June 16, 2020 shows Japan"s Fugaku supercomputer at the Riken Center for Computational Science in Kobe,

„Značaj superkompjutera je u mogućnosti da se postojeća istraživanja pojeftine, ubrzaju i učine mnogo realnijim“, smatra Cvetanović.

Složene i realne simulacije koje se izvršavaju na superkompjuterima mogu da se koriste i za „obučavanje sistema zasnovanih na veštačkoj inteligenciji“.

„Na primer, sistemi za autonomnu vožnju zasnovani na veštačkoj inteligenciji mogu biti obučavani simulacijama različitih situacija koje mogu nastati u vožnji.

„Time bi sistem autonomne vožnje bio adekvatno pripremljen za što veći broj kritičnih situacija i imao definisan način reagovanja na njih“, objašnjava Cvetanović.

Superkompjuteri u Srbiji

Krajem 2021. godine, u Državni data centar u Kragujevcu stigao je superkompjuter.

Zvanično je nazvan Nacionalna platforma za veštačku inteligenciju (VI platforma), a nabavljen kao „ključna infrastruktura koja treba da omogući naučno-istraživački rad i podrži domaći startap ekosistem time što će njegova upotreba biti potpuno besplatna za korisnike“.

„Više od 40 projekata je uspešno urađeno na superkompjuteru, a veliki broj je rezultovao brojnim publikacijama i drugim naučnim radovima, završnim proizvodima“, navode iz Kancelarije za informacione tehnologije i elektronsku upravu, zadužene za kragujevački superkompjuter, u pisanom odgovoru za BBC na srpskom.

Sistem je baziran na nVIDIA grafičkim procesorima koji „omogućavaju brzu obradu velike količine podataka“, a u sastavu Platforme su još i Data science softver, menadžment softveri i sistem za skladištenje podataka kapaciteta od 176 terabajta.

Profesor Cvetanović kaže da se radi o generičnom superkompjuteru sa platformom za veštačku inteligenciju, brzine od oko pet petaflopsa.

Korisnici superkompjutera u Kragujevcu su 34 fakulteta i instituta, kao i 33 startap kompanije, dok je broj korisničkih naloga veći od 300, navode iz Kancelarije za IT i eUpravu.

„Imamo tim naučnika koji rade u oblasti astronomije i učestvuju na najvećem svetskom astronomskom projektu (LSST) u koji su američki fondovi do sada uložili 48 miliona dolara i na kom imaju zadatak da naprave softver za analizu podataka baziran na veštačkoj inteligenciji.

„Najveći jezički model za srpski jezik je kreiran na Nacionalnoj platformi korišćenjem 4 GPU (grafički procesor) u kontinuitetu 32 dana“, objašnjavaju.

Superkompjuter je poslužio i za „predikciju potrošnje električne energije, što je doprinelo smanjenju troškova i racionalnijoj distribuciji resursa“, a koristio ga je i Razvojno-istraživački institut za veštačku inteligenciju Srbije za brojne analize tokom pandemije kovida „što je omogućilo kvalitetniju komunikaciju sa građanima“.

Iz kancelarije navode da je u drugoj polovini 2023. pokrenuto 4.860 treninga i eksperimenata, a u planu je i proširenje superkompjutera „još moćnijim grafičkim procesorima“.

Laboratorija za primenu računara u nauci na Institutu za fiziku u Beogradu takođe ima superračunar čija je unapređena verzija, procesorske snage 110 teraflopsa, predstavljena septembra 2014.

Koliko su superkompjuteri bezbedni?

Superkompjuter, kao i svaki drugi računarski sistem, može biti meta hakerskih napada, ističe profesor Cvetanović.

Međutim, pošto se mahom koriste za naučna istraživanja, ovi uređaji nisu hakerima previše interesantni „sa aspekta pristupa osetljivim podacima, već neovlašćenog korišćenja njihove procesorske snage“.

„I eventualne zloupotrebe za druge još kompleksnije, odnosno sofisticiranije, hakerske napade“, objašnjava profesor.

Takvih incidenata je, dodaje, u Evropi i svetu bilo, ali bez ozbiljnijih posledica „izuzev kratkotrajne nedostupnosti ili upotrebe superkompjutera za rudarenje kripto valuta„.

„U Srbiji, do sada, nije zabeležen nijedan takav slučaj.“

‘Jedna lasta ne čini proleće’

Prethodna predsednica Vlade Srbije Ana Brnabić najavila je nabavku još jednog superkompjutera za koji će biti izdvojeno 30 miliona evra.

Profesor Cvetanović kaže da će nabavka još jednog superkompjutera sa podrškom za veštačku inteligenciju „svakako biti dodatna motivacija naučno istraživačkoj zajednici i stimulisaće povećanje zahteva, odnosno potreba za tom vrstom resursa“.

Ali „trenutne efekte dosadašnjih ulaganja je teško proceniti“, navodi profesor.

„Teško je očekivati da bi nabavka jednog superkompjutera mogla da ima značajnije efekte u nauci, tehnici ili IT sektoru generalno, upravo u skladu sa poslovicom da jedna lasta ne čini proleće.

„Međutim, kontinuirana ulaganja u skladu sa dobro definisanim ciljevima strategije mogu dovesti do suštinskih efekata“, zaključuje profesor.

Pogledajte video: Kako je kompjuter pobedio najboljeg šahistu na svetu