CS Úřední věstník Evropské unie C 299/148

Stanovisko Evropského hospodářského a sociálního výboru ke sdělení Komise Evropskému parlamentu, Radě, Evropskému hospodářskému a sociálnímu výboru a Výboru regionů – Vysoce výkonná výpočetní technika: evropská pozice v celosvětovém závodu

COM(2012) 45 final

2012/C 299/27

Zpravodajka: paní CAÑO AGUILAR

Dne 18. dubna 2012 se Evropská komise, v souladu s článkem 304 Smlouvy o fungování Evropské unie, rozhodl/a konzultovat Evropský hospodářský a sociální výbor ve věci

sdělení Komise Evropskému parlamentu, Radě, Evropskému hospodářskému a sociálnímu výboru a Výboru regionů – Vysoce výkonná výpočetní technika: evropská pozice v celosvětovém závodu

COM(2012) 45 final.

Specializovaná sekce Doprava, energetika, infrastruktura a informační společnost, kterou Výbor pověřil přípravou podkladů na toto téma, přijala stanovisko dne 25. června 2012.

Na 482. plenárním zasedání, které se konalo ve dnech 11. a 12. července 2012 (jednání dne 11. července), přijal Evropský hospodářský a sociální výbor následující stanovisko 143 hlasy pro, 1 hlas byl proti a 3 členové se zdrželi hlasování.

1. Shrnutí a doporučení

1.1 Výbor v zásadě souhlasí se sdělením Komise a rozhodně podporuje jeho cíle. Vysoce výkonná výpočetní technika (HPC) je předpokladem pro nové poznatky a základem pro vývoj celé řady nových výrobků, postupů a služeb.

1.2 HPC je součástí digitální agendy a stala se nepostradatelným nástrojem v rámci moderního spektra výzkumu a vnitrostátních ekonomik, k němuž patří mj. politiky v oblasti energetiky, klimatu, zdraví, ekonomiky, společnosti a obrany. HPC má klíčový význam pro strategii Evropa 2020.

1.3 Výbor podporuje další vývoj evropského ekosystému HPC a výzkumnou infrastrukturu PRACE, která již byla za tímto účelem vytvořena a která musí zajišťovat širokou a rovnoprávnou dostupnost zdrojů HPC za rovných podmínek pro všechny potenciální uživatele/aktéry v EU, zejména ty z univerzit a malých a středních podniků.

1.4 Vedle smluvněprávní a finanční stránky výkonného ekosystému HPC jsou pro rozvoj HPC důležité dva stejně významné úkoly: jednak rozvoj hardwaru pro počítače další generace, tzv. počítače s exa-kapacitou, jednak rozvoj a šíření velmi náročných nástrojů, tedy softwaru, jenž je nutný pro jejich používání. Oběma těmto úkolům je třeba přikládat stejný význam.

1.5 EHSV proto podporuje návrh zdvojnásobit dosavadní výši investic v Evropě do oblasti HPC na zhruba 1,2 miliardy eur ročně. Tento nárůst by znamenal zvýšit stávající výdaje o dalších 600 miliónů ročně, které by měla nést zejména EU, členské státy a průmysloví uživatelé. To je s ohledem na HDP částka odpovídající ostatním světovým regionům. Zhruba polovina těchto dodatečných zdrojů by měla být použita na zadávání zakázek v oblasti systémů a testovacích zařízení HPC, druhá polovina rovným dílem na odbornou přípravu pracovních sil a na rozvoj a rozšíření softwaru HPC.

1.6 Za tímto účelem je na jedné straně nutná spolupráce mezi výzkumnými institucemi/univerzitami a průmyslem. Dle názoru Výboru jsou k tomu obzvlášť vhodným a již osvědčeným nástrojem partnerství veřejného a soukromého sektoru. V jednotlivých případech lze zvážit využití zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi, nemělo by však být Komisí v žádném případě závazně ukládáno jako jediná možnost.

1.7 Na druhé straně je k tomu zapotřebí značných finančních prostředků ze strany členských států a EU. Ty jsou třeba jednak bezprostředně pro výše uvedené úkoly vývoje výkonného ekosystému HPC, jakož i nepřímo pro vzdělávání potřebných vysoce a středně kvalifikovaných odborných pracovníků, tedy pro univerzity a jejich zaměstnance.

1.8 Výbor vyzývá Radu a členské státy, aby vzhledem k hospodářské a finanční krizové situaci neopomněly výše uvedená opatření nutná pro HPC, jež jsou zapotřebí právě pro posílení hospodářské síly a konkurenceschopnosti. Pokud by k tomu došlo, byl by to začátek nebezpečného propadu.

1.9 Výbor se domnívá, že nejvýznamnější prioritou je dostupnost konkurenceschopného a výkonného systému HPC v Evropě a pro Evropu. Tento cíl neznamená provádění protekcionistické průmyslové politiky. Snahy by spíš měly směřovat k tomu, aby se know-how, příslušná pracovní místa a příslušné rozhodovací úrovně nezbytné pro vývoj a využívání HPC udržely či vytvořily také v Evropě. Z další spolupráce s dosavadními technologicky nejvyspělejšími podniky, jež působí nebo jsou zapojeny do výzkumu a vývoje i v Evropě, a s evropskými podniky disponujícími nejaktuálnějšími odbornými znalostmi ve specifických HPC oblastech, by mohl současně vzniknout kritický potenciál, který by konkuroval budoucí očekávané vedoucí pozici Číny na trhu.

2. Shrnutí sdělení Komise

2.1 Sdělení Komise vyzdvihuje strategický charakter vysoce výkonné výpočetní techniky (High-Performance Computing neboli HPC, termín se v tomto sdělení používá jako synonymum anglických výrazů high-end computing, supercomputing, world-class computing pro účely jejich odlišení od výrazů distributed computing, cloud computing a compute servers). Navazuje na sdělení o infrastrukturách IKT pro elektronickou vědu a na závěry Rady, v nichž Rada vyzvala k dalšímu rozvoji „počítačových infrastruktur“, jako je partnerství pro vyspělou výpočetní techniku v Evropě (PRACE www.prace-ri.eu), a rovněž k tomu, aby se sdílely investice do vysoce výkonné výpočetní techniky v rámci projektu PRACE.

2.2 Sdělení rovněž vyzývá členské státy, průmysl a vědeckou obec, aby ve spolupráci s Komisí zvýšily společné úsilí a do roku 2020 zajistily vedoucí postavení Evropy v poskytování a využívání systémů a služeb HPC.

2.3 Pokrok v oblasti systémů HPC umožnil účinněji řešit významné společenské a vědecké problémy, jako je například včasné rozpoznání a léčba chorob, objasnění funkcí lidského mozku, předpovídání vývoje klimatu nebo prevence katastrof, ale i potřeba průmyslu provádět inovace výrobků a služeb.

2.4 Stávající úkoly v oblasti vývoje ještě účinnějších systémů HPC nelze vyřešit pouhou extrapolací, pro jejich řešení je třeba radikálních inovací v mnoha výpočetních technologiích. To průmyslovým a akademickým subjektům v EU nabízí příležitost, aby v dané oblasti zaujaly nové postavení.

2.5 Na nákup systémů HPC vydává EU mnohem méně finančních prostředků než jiné regiony (ve srovnání s USA pouze polovinu, přičemž úroveň HDP je v obou oblastech podobná). Objem a výkon počítačových systémů, které jsou v EU k dispozici, je tudíž ve srovnání s jinými částmi světa příliš nízký a rozpočty pro výzkum a vývoj vysoce výkonné výpočetní techniky jsou nízké.

2.6 Další aspekty sdělení se týkají:

— partnerství pro vyspělou výpočetní techniku v Evropě (PRACE);

— zkušenost Evropy v rámci dodavatelského řetězce;

— výhody, které Evropa získá opětovným zapojením do závazku v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky;

— naléhavé úkoly;

— akční plán v oblasti HPC pro Evropu;

— správa na úrovni EU;

— zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi a slučování zdrojů;

— další vývoj evropského ekosystému HPC.

3. Obecné připomínky Výboru

3.1 Všeobecný souhlas

3.1.1 Výbor v zásadě souhlasí se sdělením Komise a rozhodně podporuje stanovené cíle. Vysoce výkonná výpočetní technika (HPC) je základem pro vývoj celé řady nových výrobků, postupů a služeb. Jedná se nejen o jednu z nejvýznamnějších klíčových technologií, nýbrž je také předpokladem pro výzkum komplexních systémů. HPC je tedy klíčovou součástí strategie Evropa 2020.

3.1.2 Prostřednictvím vývoje a využívání stále účinnějších počítačů se HPC v posledních desetiletích stala významným třetím pilířem výzkumu a vývoje, který nejen doplňuje dva klasické pilíře experimentování (včetně demonstrace a kontroly) a teorie, ale rovněž získává rostoucí význam sám o sobě. Tímto způsobem vzniklo nové vědecké odvětví: simulační věda. HPC je kromě toho důležitým nástrojem pro získávání komplexnějších údajů, jakož i pro analytické a prognostické systémy. HPC je rovněž součástí digitální agendy a stala se nepostradatelným nástrojem v rámci moderního spektra výzkumu a vnitrostátních ekonomik, k němuž patří mj. politiky v oblasti energetiky, klimatu, zdraví, ekonomiky, společnosti a obrany.

3.2 Superpočítače

Rozhodujícím hardwarem pro HPC jsou tzv. superpočítače, jež se vyznačují dvěma charakteristickými znaky:

— jejich plné účinnosti lze dosáhnout pouze prostřednictvím simultánního, tedy paralelního využití velkého počtu jednotlivých počítačů (procesorů). Superpočítače jsou integrovány prostřednictvím zhruba miliónu jednotlivých procesorů. Aby bylo možné optimálně využít tyto maximálně komplexní počítačové nástroje, je nutné disponovat vysoce pokročilým a komplexním softwarem a vyškolit uživatele, aby je uměli používat. Tento úkol vysoce specializovaného vývoje byl doposud z velké míry podceněn;

— potřeby elektřiny pro fungování ještě výkonnějších počítačů narůstají až do rozměrů, jimiž podle současných údajů nelze disponovat. Pokud by nebyly vyvinuty zcela nové složky, jež by z 99 % (!) snížily potřeby energie, potřeboval by superpočítač nové generace (počítače s exa-kapacitou) pro své fungování nejméně jednu vlastní elektrárnu, která by vyráběla 1 000 MW. Snížení spotřeby elektřiny na realistické parametry je obrovskou výzvou, která se zdá být jen obtížně dosažitelná.

3.3 Aspekty politiky podpory EU

Výbor poukazuje na to, že sdělení, jež je předmětem stanoviska, se zabývá spíše než vědeckými a technickými výzvami aspekty, jež dle názoru Komise vyžadují politiku podpory a rozvoje, což je důvodem předložení návrhů týkajících se nástrojů pro její dosažení. Výbor má však k tomuto námitky a doporučuje provést další kolo konzultací (viz odstavec 4.4).

3.4 Rovnováha mezi hardwarem a softwarem

Jedním z nejdůležitějších doporučení Výboru je více poukázat na aspekty softwaru jako na stejně důležitou část problému a nalézt řešení, zejména pokud jde o rozvoj, vyzkoušení a šíření potřebných programů určených uživatelům. Existuje značná nutnost výzkumu, vývoje, vzdělávání a odborné přípravy pro různé úrovně systémů kvalifikace a systémů uživatelů. To vyžaduje dostatečnou podporu příslušných opatření na univerzitách, ve výzkumných střediscích a v odvětví průmyslu. Výbor doporučuje, aby Komise tento nedostatek napravila.

3.5 Kvalifikovaní zaměstnanci – univerzity a vybavení

Základní překážkou je v tomto ohledu odborná příprava a disponibilita dostatečně kvalifikovaných zaměstnanců, viz např., http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-04-04/supercomputing_education_in_russia.html, a to nejen pro nutné úkoly v oblasti V+V, ale také za účelem účinného využití systémů HPC. Řešení těchto témat musí být součástí opatření podpory. Jedním z pro toto rozhodujících předpokladů jsou univerzity disponujícími dostatečnými finančními a lidskými zdroji, na nichž bude vyučovat a provádět výzkum dostatečné množství mezinárodně uznávaných softwarových odborníků a vývojových inženýrů, a na nichž bude poskytováno vysoce kvalitní vzdělávání zakládající se na zkušenostech z výzkumu a vývoje.

3.6 Evropský ekosystém HPC: platforma PRACE

3.6.1 Co je PRACE?

Potřebu evropské infrastruktury pro HPC, která by byla přístupná všem partnerům, uznali a propagovali v roce 2005 provozovatelé a uživatelé vnitrostátních středisek HPC. Zástupci nejprve 14 evropských států založili partnerství PRACE s cílem podporovat, využívat a dále rozvíjet HPC v Evropě.

To vedlo k začlenění HPC jako jedné ze zvolených výzkumných struktur do prvního seznamu ESFRI (1). Po vytvoření právních, finančních, organizačních a technických předpokladů bylo v roce 2010 založeno PRACE AISBL (mezinárodní nezisková organizace) se sídlem v Bruselu, aby uživatelům všech partnerů nabízelo přístup k pěti nejvýkonnějším národně koncipovaným systémům HPC v Evropě. PRACE má už 24 členů, mj. i z Izraele a Turecka. V rámci sedmého rámcového programu je PRACE finančně podpořeno ve třech projektech, týkajících se zejména prací na přenášení, optimalizaci a rozšiřování aplikací, jakož i intenzivního školení a vzdělávání uživatelů. V současné době přislíbily čtyři partnerské státy (Německo, Francie, Itálie a Španělsko) zvýšení výpočetních výkonů v hodnotě po 100 milionech eur. Udělování uživatelských kontingentů probíhá v rámci panevropského procesu vzájemného hodnocení prostřednictvím nezávislého vědeckého řídícího výboru.

3.6.2 Názor Výboru na PRACE

Výbor podporuje další vývoj evropského ekosystému HPC a výzkumnou infrastrukturu, která již byla za tímto účelem vytvořena a která musí zajišťovat širokou a rovnoprávnou dostupnost zdrojů HPC. Přitom je třeba zajistit, aby všem potenciálním uživatelům/aktérům v EU, zejména těm z univerzit a malých a středních podniků, jež nejsou přímo propojeni s organizací PRÁCE, byla umožněna spolupráce na rozvoji a využívání zdrojů za rovných podmínek se všemi ostatními aktéry. Nejedná se jen o problém vytvořit již stávající podmínky dostupnosti zdrojů HPC, který je jednoduchý a snadno řešitelný, nýbrž o to, prozkoumat, vyvinout a dosáhnout zcela nového ekosystému HPC, jenž by byl velkého rozsahu, účinnější a jeho hlavními nástroji by byly počítače s exa-kapacitou (viz odstavec 4.1), včetně vývoje odpovídajícího náročného softwaru. V tomto ohledu Výbor doporučuje omezit procesy koncentrace a unáhlená rozhodnutí o určitém společném systému za účelem podpory hospodářské soutěže a nutné plurality případných přístupů a nápadů, jež jsou pro úspěch ekosystému a dosažení stanoveného ambiciózního cíle zásadní. Tato citlivá otázka rovnováhy mezi politikami výzkumu, vývoje a hospodářské soutěže je projednána v následujícím odstavci. Výbor považuje za nutné uskutečnit další debaty mezi případnými zainteresovanými stranami.

3.7 Výzva Radě a členským státům

3.7.1 Vzhledem ke krizové hospodářské situaci v řadě členských států EU je zřetelná tendence, která je z důvodu nouzové situace i pochopitelná, šetřit právě v oblasti vzdělávání a výzkumu a vývoje. To by však vedlo k fatálnímu propadu, neboť právě nové technologie, inovace a příslušné dovednosti jsou zapotřebí k hospodářskému růstu a konkurenceschopnosti.

3.7.2 Výbor proto naléhavě vyzývá Radu a členské státy, aby se nenechaly svést k jednodušším postupům, nýbrž aby právě zde investovaly do novinek a do příslušných předpokladů, tedy aby v této oblasti neškrtaly, ale naopak ji více podporovaly. Nedávejte budoucnost všanc!

4. Konkrétní připomínky Výboru

4.1 Projekt exa-kapacita

Vývoj příští generace superpočítačů byl označen jako „projekt exa-kapacita“. Za tímto účelem je nutné zásadním způsobem zlepšit všechny úrovně společného systému, zejména systémů souvisejících s potřebami elektrické energie důležitých jednotlivých složek, i když je pravděpodobné, že bude nutné je úplně přepracovat. Tato skutečnost ztěžuje spolupráci v oblasti, která je již napjatá, mezi výzkumnými středisky a průmyslem.

4.2 Spolupráce mezi výzkumnými středisky a podniky

K této složité tematické obecné oblasti se Výbor již několikrát vyjádřil (viz např. CESE 330/2009). Nedávno také ve stanovisku na téma Horizont 2020 (CESE 806/2012), v němž doporučuje následující: „Z tohoto důvodu by se mělo uvažovat o nových přístupech v průmyslové politice a v politice hospodářské soutěže.

Zde je sporné, zda je zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi vhodným nástrojem pro spolupráci výzkumných středisek a podniků. Výbor proto doporučuje identifikovat různé a někdy si odporující cíle výzkumné, inovační a průmyslové politiky a požadavky, jež jsou na tyto politiky kladeny, a probrat a vyjasnit je s různými zainteresovanými subjekty. Je možné, že v některých případech bude dokonce zapotřebí zvláštních ustanovení“ (viz odstavec 4.4 předběžného návrhu stanoviska).

4.3 Úsilí o vývoj projektu exa-kapacity

Specifickým rysem projektu exa-kapacity je, že v souladu s moderním výzkumem a vývojem bude nutné zapojit velké i malé podniky, jakož i celosvětově nejúspěšnější subjekty (viz odstavec 4.5) při vytváření partnerství výzkumných středisek a podniků v rámci různých oblastí (např. procesory a ostatní různé součásti), aniž by však byla učiněna předčasná rozhodnutí. Optimální návrh společného systému může vzniknout, až se bude vědět, jaké součástky byly či mohou být vyvinuty. Z minulosti bohužel máme příklady, kdy toto bylo opominuto a skončilo to neúspěchem.

4.4 Příslušný návrh podpory – partnerství veřejného a soukromého sektoru

Proto Výbor považuje za žádoucí, vzhledem k zásadnímu významu systému HPC v Evropě a pro Evropu, společně s případnými různými aktéry, zejména platformy PRACE, aby Komise vyvinula návrh podpory, který by byl společně předložen předtím, než se začnou provádět iniciativy uvedené ve sdělení, jež je předmětem stanoviska. Dle názoru Výboru jsou zejména partnerství veřejného a soukromého sektoru již velmi osvědčeným nástrojem, který je vhodný pro dosahování cílů rozvoje HPC. Proto by zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi, jež je Komisí v návrhu upřednostňované a může být vhodné v jednotlivých případech, nemělo být Komisí v žádném případě závazně ukládáno.

4.5 Globální subjekty

Zde je nutné vyjasnit, že nejvýznamnější prioritou je budoucí dostupnost konkurenčního a výkonného systému HPC v Evropě a pro Evropu. Vzhledem k tomu, že v této oblasti mají doposud vedoucí úlohu globální subjekty (IBM, CRAY nebo INTEL), jejichž majetek, výrobní základny a střediska výzkumu jsou rozesety po celém světě, Výbor považuje za těchto okolností za důležité, aby se pro vývoj a využití HPC potřebné know-how, pracovní místa a rozhodovací úrovně udržely či vytvořily také v Evropě. Například z další spolupráce s dosavadními vedoucími podniky a s rozvíjejícími se podniky, jež mohou mít v budoucnu vedoucí pozici, by mohl současně vzniknout kritický potenciál, který by odolal budoucí očekávané vedoucí pozici Číny na trhu.

4.6 Vyšší finanční zdroje

EHSV podporuje návrh zdvojnásobit dosavadní výši investic v Evropě do oblasti HPC na 1,2 miliardy eur ročně. Tento nárůst by znamenal zvýšit stávající výdaje o dalších 600 miliónů ročně, které by měla zejména nést EU, členské státy a průmysloví uživatelé. To je s ohledem na HDP částka odpovídající ostatním světovým regionům. Navrhované rozdělení této velké investice je zhruba následující: 50 % by bylo určeno na zadávání zakázek v oblasti systémů a testovacích zařízení HPC, 25 % na odbornou přípravu pracovních sil a 25 % na rozvoj a rozšíření softwaru HPC.

Vysoké požadavky na finanční zdroje souvisejí s vysokými náklady HPC. Nákup vysoce výkonného počítače stojí přes 100 miliónů eur, a údržba a provoz systému stojí dalších nejméně 20 miliónů eur ročně. Proto jsou nutná partnerství veřejného a soukromého sektoru, jejichž příklady lze nalézt v zemích, jež jsou v oblasti HPC nejvýznamnější.

4.7 Rovné příležitosti a práva duševního vlastnictví

Ve sdělení se poukazuje na velké problémy evropských výrobců HPC při prodeji jejich výrobků veřejnému sektoru v zemích mimo EU, které mají své vlastní výrobce. Využití HPC ve strategicky významných oblastech, jako např. jaderná energetika, vojenský průmysl, průmysl v odvětví ropy a zemního plynu, přináší bezpečnostní úskalí, jež zpravidla představují nepřekonatelnou překážku. Výzkumné projekty vyvinuté v kontextu rámcového programu však mohou zároveň nepřímo přinést prospěch podnikům ve třetích zemích.

Vzhledem k tomu, že všechny země, které ratifikovaly dohodu WTO o vládních zakázkách, musí dodržovat zásady týkající se vnitrostátního režimu a nediskriminace (čl. 3), podporuje EHSV cíl Komise vytvořit rovný přístup k trhu HPC v obchodních vztazích s třetími zeměmi.

EHSV tedy podporuje záměr Komise předložený v návrhu k programu Horizont 2020 (COM(2011) 809 final, 30.11.2011) vyjasnit a chránit práva duševního vlastnictví.

4.8 HPC a energetická spotřeba

V rámci budoucích výzev je třeba rovněž zohlednit energetickou spotřebu jako omezující faktor vývoje HPC (The Greening of HPC - Will Power Consumption Become the Limiting Factor for Future Growth in HPC?. Mnichov, 10. října 2008, http://www.hpcuserforum.com/presentations/Germany/EnergyandComputing_Stgt.pdf) (viz rovněž odstavec 3.2). Se současně dostupnými technologiemi by systémy exa-kapacity spotřebovaly nadměrná množství energie, která by zvýšila provozní náklady – odhaduje se, že náklady na energii by představovaly 50 % provozních nákladů – a zátěž životního prostředí.

Existují různé koncepce pro energeticky účinné technologie, jako např. hybridní počítače, ačkoli jsou sporné („Progress in lower-power devices may make it feasible to build future systems with Exascale performance. (…) However (…) how do we exploit (…) this disruptive technology?“ A Strategy for Research and Innovation Trough High Performance Computing, University of Edinburgh 2011). S ohledem na architekturu byla vyvinuta řada strategií ke snížení spotřeby, např. stanovení ostrovů mající různá napájecí napětí (jež mohou být dokonce vypnuty), používání energeticky účinných pamětí (s buňkami drowsy cache) a selektivní vypínání jednotek. V procesorech pomáhají struktury multi-core, multi-thread a cluster udržovat rovnováhu zátěže s cílem optimalizace spotřeby energie či tepla (Green IT: Tecnologías para la Eficiencia Energética en los Sistemas TI. Universidad Politécnica de Madrid. 2008).

EHSV proto navrhuje, aby se podpora energeticky účinných technologií stala součástí projektu HPC Evropské unie.

V Bruselu dne 11. července 2012. předseda Evropského hospodářského a sociálního výboru Staffan NILSSON

(1) Úř. věst. C 182, 4.8.2009, s. 40.