Lumi (supertietokone)

Lumi () on Kajaanissa CSC:n datakeskuksessa oleva supertietokone. Se otettiin käyttöön kesäkuussa 2022, jolloin siitä tuli Euroopan nopein ja maailman kolmanneksi nopein supertietokone.

Tietokoneen teoreettiseksi huipputehoksi arvioitiin aluksi yli 200 petaflopsia eli 200 · 1015 liukulukulaskutoimitusta sekunnissa. Myöhemmin tietokoneen teoreettiseksi huipputehoksi sanotaan yli 550 petaflopsia, joka ylittää RIKEN-instituutin Fugakun saavuttaman 415,5 petaflopsia. Tietokoneessa käytetään uutta tekniikkaa, mikä kasvatti sen suorituskykyä. Toukokuussa 2022 tietokone nousi supertietokoneiden TOP500-listan kolmannelle sijalle ja on Euroopan suurin ja nopein tietokone 151,9 petaflopsin High-Performance Linpack (HPL) -tuloksella. LUMI-G-osio tietokoneesta ei ollut vielä täysin asennettu tuloksen hetkellä. Koneen nopeus kasvoi kesän 2022 aikana kaksinkertaiseksi ja nousi täyteen tehoon syksyllä. Marraskuussa julkaistulla TOP500-listalla tietokone oli Euroopan nopein ja maailman kolmanneksi nopein. Tietokoneen pilottivaihe päättyi tammikuussa 2023.

Laitteen toimitti Hewlett Packard Enterprise, ja sen omistaa Euroopan unionin yhteisyritys EuroHPC. Konetta isännöi CSC.

Hanke 
Lokakuussa 2020 kerrottiin eurooppalaisen EuroHPC-hankkeen rahoittaman tietokoneen hankinnan myöntämisestä Hewlett Packard Enterpriselle (HPE).

Tietokoneen kerrottiin aloittavan toimintansa vuoden 2021 aikana ja saavuttavan täyden kapasiteettinsa vuoden 2022 aikana. Viivästykset käyttöönotossa johtuvat globaaleista puolijohdeteollisuuden toimitusketjujen viiveistä. Ensimmäinen pilottivaihe päättyi vuoden 2021 lopussa, jota seurasi toisen vaiheen asennukset. 

Lumi otettiin käyttöön virallisesti 13. kesäkuuta 2022. Sen elinkaari päättyy viimeistään vuonna 2027.

Rahoitus 
EuroHPC:n budjetti vuosille 2019–2020 oli yli 960 miljoonaa euroa, josta yli 200 miljoonaa euroa on Lumi-tietokoneeseen. Itse tietokoneen osuus on 145 miljoonaa euroa. Osa rahoituksesta tulee EU:lta ja Lumi-konsortion maista, johon kuuluu kymmenen eurooppalaista valtiota (Belgia, Tšekki, Tanska, Viro, Suomi, Islanti, Norja, Puola, Ruotsi ja Sveitsi).

Ympäristövaikutukset 
Järjestelmää käytetään täysin vesivoimalla tuotetulla sähköllä, ja hukkalämmön käytön myötä hiilijalanjälki on joko nollassa tai negatiivinen. Lumi-tietokoneen tuottama hukkalämpö muodostaa viidesosan Kajaanin kaukolämmöstä.

Laitteisto 
Lumi perustuu Hewlett Packard Enterprisen Cray EX -supertietokoneeseen. 

Tietokoneessa on noin  AMD Epyc -suoritinydintä, 32 teratavua RAM-muistia ja AMD Instinct -grafiikkaprosessoreita (MI250X). Epyc-suorittimet käyttävät Zen 3 -arkkitehtuuria ja ovat kytkettynä NUMA-arkkitehtuurilla.
Järjestelmä käyttää Ceph- ja Lustre-tiedostojärjestelmiä. Järjestelmässä on 30 petatavua salattua tallennustilaa, 7 petatavua Flash-muistia käyttävää nopeaa tallennustilaa lyhytaikaiseen talletukseen ja 80 petatavun tallennusjärjestelmä. Tietokone käyttää Cray Slingshot -kytkentäverkkoa. Järjestelmässä on OpenShift/Kubernetes-tuki mikropalveluille.
Osana järjestelmän kehitystä siirretään ohjelmakoodia Nvidian V100-prosessoreilta (CUDA) AMD:n prosessoreille (HIP, ROCm). Heterogeneous-Computing Interface for Portability (HIP) mahdollistaa saman ohjelmakoodin kääntämisen sekä AMD:n että Nvidian alustoille.

Järjestelmä koostuu osioista, joista LUMI-C sisältää vain Epyc-suorittimia sisältäviä solmuja ja LUMI-G sisältää grafiikkasuorittimia. LUMI-F sisältää Flash-tallennustilaa, LUMI-O ja LUMI-P muuta tallennustilaa. LUMI-K on säiliöpalvelu pilvipalvelulle ja LUMI-D tietojen analysointiin. Marraskuussa 2022 koneeseen asennettiin viiden kubitin kvanttilaskentaan käytettävä apusuoritin ("kvanttikiihdytin") Helmi.

Kone sijaitsee entisen paperitehtaan halliin rakennetussa konesalissa. Konesalia ympäröi alumiinikomposiitista rakennettu valkoinen, valaistu suojakuori, jonka muoto symboloi lumikinosta. Kuorta käytetään koneen markkinoinnissa.

Lähteet 

CSC
Supertietokoneet
Vuoden 2022 tietokoneet