HPC definīcija Augstas veiktspējas skaitļošana jeb HPC (no angļu valodas High-Performance Computing) ir iespēja apstrādāt datus un veikt sarežģītus aprēķinus lielā ātrumā.Var uzskatīt, ka eksistē formula, kas definē HPC. \text{HPC }_\text{Funkcionālums} = \begin{cases} a \to &\text{Paralēlisms} \\ b \to &\text{Skaitļošanas jauda } \\ c \to &\text{Datu apjoms} \end{cases} Augstas veiktspējas skaitļošana nodrošina pieeju apjomīgiem un jaudīgiem skaitļošanas resursiem, kas ļauj nepieciešamības gadījumā apstrādāt lielus datu apjomus. Būtiska HPC iezīme ir iespēja izmantot paralelizāciju, par to vairāk uzzināsi trešajā nedēļā. Vai HPC ir monolīts? Lai reāli saprastu augstas veiktspējas skaitļošanu, ir nepieciešams apzināt trīs fundamentālas lietas, no kurām sastāv HPC:APARATŪRA (angl. hardware), t.i., specifiski veidots jaudīgs dators, ko sauc arī par superdatoru (angl. supercomputer), PROGRAMMATŪRA (angl. software), t.i., programmiski rīki HPC lietojumprogrammu, jeb programnodrošinājuma veidošanai (programmēšanai) un darbināšanai uz superdatora aparatūras. "ĀTRI ZIRGI", jeb superplati komunikāciju kanāli un superātrs datu transports (angl. infiniband), kas nodrošina superliela apjoma datu apmaiņu starp lokālām HPC kompleksa iekārtām vienas ēkas ietvarā un reģionāli attālinātiem HPC iekārtu kompleksiem. Ko par HPC dzird runājam? Septiņi jautājumi atbildēti septiņās minūtēs. Skatiet pirmo ievada video! Eiropas superdatori Superdatori paver nebijušas iespējas jauniem sasniegumiem daudzās zinātnes un rūpniecības jomās. Lūdzu noskatieties video "Eiropas superdatori" par to, kāpēc nolemts Eiropā straujāk attīstīt superdatorus un to pielietojumus. Ja nepieciešams, zemāk varat izlasīt video teksta tulkojumu latviešu valodā.“Superdatori ir pamats ilgtspējīgākai un spēcīgākai Eiropas ekonomikai,” tā saka ES Digitālās ekonomikas un sabiedrības komisāre Marija Gabriela. “Tie ļauj zinātniekiem un rūpniecībai attīstīt inovatīvas un efektīvas idejas, lai nodrošinātu Eiropas pilsoņiem labāku veselības aizsardzību, labāku vidi un lielāku drošību."“Superdatori mums ir vajadzīgi visur, piemēram, lai projektētu AIRBUS lidmašīnas, izstrādātu jaunus medikamentus vai modelētu, kas ar auto notiek avārijas situācijā. Mēs varam šajās jomās ietaupīt daudz naudas, izmantojot superdatorus,” saka Eiropas viceprezidents Digitālā vienotā tirgus jomā Andrus Ansips. “Runājot par mākslīgo intelektu un kiberdrošību – bez superdatoriem mēs nespētu aizsargāt mūsu cilvēkus.”“HPC palīdz saīsināt laiku un samazināt izmaksas jaunu zāļu izstrādē. Es veicu pētījumus, lai saprastu, kā proteīnu mutācijas izraisa vēzi,” saka zinātniece Zoja Kournija no Grieķijas.“Cilvēki grib modelēt gaisa plūsmu ap auto vai gaisa plūsmu ap turbīnas lāpstiņām un domā par to, kur mēs iegūsim enerģiju nākotnē, prognozēt, kādi būs laika apstākļi. Visus šos darbus mēs varam veikt ar superdatoru,” saka Edinburgas universitātes HPC centra direktors Marks Parsons. “Interesanti, ka mazie uzņēmumi sastopas ar tieši tādiem pat izaicinājumiem kā lielie.” “Kā HPC varētu būt noderīgs mazajiem uzņēmumiem? Mēs savācam daudz datu no satiksmes līdzekļiem, dažādiem sensoriem un arī cilvēkiem. Visi šie dati ir jāapstrādā tā, lai no tā gūtu maksimālu labumu,” saka satiksmes tīklu pētniece Susana Sargento.“Pirmo reizi mēs redzam – ar projektiem Fortissimo vai PRACE, ka mazas firmas var iegūt pieeju lielajiem superdatoriem un izmantot to savu uzdevumu risināšanai. Mēs redzam, ka uzņēmumi gūst priekšrocības un saīsina laiku produktu nonākšanai tirgū, palielina peļņu, palielina produktu kvalitāti, palielina pārdošanas apjomus un viss tas rada vairāk darbavietu un veicina kopējo izaugsmi Eiropā. Šodien Eiropa reāli ir spēcīga HPC jomā. Eiropa gan nav spēcīgākā sistēmu lieluma ziņā, bet gan to izmantošanā un veidā, kā tā iesaista firmas un universitātes superdatoru izmantošanā,” saka Marks Parsons.“Mums diezgan labi veicas programmatūras izstrādē, bet ne tik labi veicas ar aparatūru, bet mums vajag abas lietas, lai būtu konkurētspējīgi,” saka Barselonas Superskaitļošanas centra direktors Mateo Valero. “Ja mēs skatāmies uz nākotnes autonomajiem auto (bez vadītāja), tad tur svarīgāka ir vadības aparatūra un algoritms, nevis automašīnas motors.”“Šodien superdatoru darbības ātrums ir 1000 miljonu miljoni jeb operāciju sekundē un tiek strādāts pie eksa mēroga (angl. exascale) superdatoru izveides, kuri būs vēl 1000 reizes ātrāki. Eiropa nedrīkst atpalikt šajā sacensībā,” saka Marks Parsons.“Ja jums ir diezgan naudas, jūs varat nopirkt superdatoru, bet jautājums ir cits – nopirkt vai uzbūvēt datoru?” saka Mateo Valero. “Ja mēs šo datoru veidosim paši (no jaunākajām komponentēm), tad būsim jau mazliet drošāki par nākotni.”Šis video ir uzņemts 2017. gadā, kad sākās darbs pie EuroHPC JU izveidošanas, un tāpēc daži fakti jau ir novecojuši. Eiropā vairs nav tikai 5% no pasaules superdatoriem un ES cilvēki neizmanto 30% no HPC resursiem ārpus Eiropas. Eiropā strauji palielinās superdatoru skaits un tagad lietotājiem vairs nav jāmeklē HPC resursi ārpus Europas. PRACE projekts Skatiet video no PRACE projekta Superdatori, salīdzinot ar parastiem datoriem, ir kā Formula 1 automašīnas salīdzinājumā ar ikdienas auto. To daudzskaitlīgie, jaudīgie procesori ir spējīgi veikt miljoniem skaitļošanas operāciju vienlaicīgi. Tie spēj darboties miljoniem reižu ātrāk nekā parastie datori un spēj palīdzēt mums risināt ļoti sarežģītus uzdevumus.Superdatorus varētu salīdzināt ar ļoti jaudīgiem teleskopiem. Tie spēj skaitliski modelēt, kā ir radies Visums un izpētīt zvaigžņu dzīves ciklu.Superdators var būt izmantojams arī mikroskopa vietā, lai ieskatītos molekulas līmenī notiekošajās reakcijās un izpētītu vissmalkākos elementus kas veido bioloģijas un dzīvības pamatus.Superdatori ir kā laika mašīnas, kas, modelējot laika apstākļus pagātnē, spēj palīdzēt mums paredzēt klimata izmaiņas nākotnē. Superdatori ir līdzeklis, kas palīdzēs mums atrisināt visaktuālākos pasaules līmeņa izaicinājumus.PRACE ir saīsinājums no “The Partnership for Advanced Computing in Europe”. PRACE ir akadēmisko un rūpniecības partneru apvienība, kas nodrošina saviem dalībniekiem pieeju Eiropas superdatoriem. Attēlā redzamajā kartē iezīmētas PRACE dalībvalstis un ar zvaigznītēm vietas, kur atrodas Eiropas jaudīgākie superdatori.PRACE nodrošina arī mācības zinātniekiem un inženieriem, lai tie savā ceļā uz jauniem atklājumiem spētu visefektīvāk izmantot superdatorus. Tādu uzdevumu ir ļoti daudz, piemēram, jaunu medikamentu izstrāde veselības aizsardzības uzlabošanai vai optimālās vietas atrašana vēja parkam. Superdatori spēj paplašināt zinātnisko pētījumu robežas.Ja vēlaties uzzināt vairāk par to, kāda ir superdatoru loma zinātnē, tad informāciju par to atradīsiet PRACE mājas lapā https://www.prace-ri.eu www.prace-ri.eu.