Vilniaus universiteto superkompiuteris

**Vilniaus universiteto superkompiuteris** – įrengtas dviejuose Vilniaus universiteto (VU) fakultetuose: Matematikos ir informatikos fakultete (MIF) ir Fizikos fakultete (FF). VU superkompiuteris veikia atviros prieigos principu, pagal kurį universiteto bendruomenei ir verslui teikiami mokslo kompetencijų ir skaičiuojamieji ištekliai.

MIF superkompiuterio dalis yra sudaryta iš daugiau nei 1700 CPU branduolių su daugiau kaip 13 terabaitų RAM, GPU ištekliai turi 32 NVIDIA Tesla V100 32GB grafines plokštes su 1,5 TB operatyviosios atminties. Diskinė atmintis leidžia saugoti iki 0,5 petabaito duomenų. Bendras teorinis sistemos našumas siekia CPU telkinio ~ 112 TFLOPS DP; GPU telkinio ~ 4 PFLOPS DL (249 TFLOPS DP) .

FF superkompiuterio dalis sudaryta iš 2196 skaičiavimo branduolių, kurių našumas  26 Tflopų (su 1988 branduoliais), 15 TB paskirstytos atminties superklasterio ir 1 Tflopo su 2,5 TB bendros atminties SMP superkompiuterio, kurie turi prieigą prie 290 TB didelio našumo failinės sistemos.

## Veikla
**Superkompiuteriai** (HPC) yra galingi skaičiavimo įrenginiai, kurių privalumai išryškėja sprendžiant verslo ir mokslo problemas. HPC skirti spręsti sudėtingus uždavinius, kuriems nepakanka įprasto asmeninio kompiuterio. VU superkompiuteris atviras visai Lietuvos akademinei bendruomenei ir verslui. Vilniaus Universiteto LitGrid-HPC infrastruktūra yra sukoncentruota dviejuose atviros prieigos centruose: VU MIF Informacinių technologijų atviros prieigos centre (ITAPC) ir VU FF „HPC Saulėtekis“.  

Matematikos ir informatikos fakultetas turi ilgametę patirtį teikiant HPC paslaugas akademinei bei verslo bendruomenėms ir siūlo platų skaičiavimo resursų panaudojimo galimybių spektrą. MIF Informacinių technologijų atviros prieigos centro misija –  teikti superkompiuterio skaičiuojamuosius išteklius, vystyti paskirstytųjų (įskaitant grafinius procesorius), bei debesijos skaičiavimų technologijas. MIF glaudžiai bendradarbiauja su Santaros slėnio mokslininkais, kibernetinio saugumo specialistais ir kriminalistais. Įdiegus genomo skaičiavimo programą, dirbama su Medicininės genetikos centru suteikiant galimybę greičiau atlikti biometrinių duomenų skaičiavimus.

FF superkompiuterį „HPC Saulėtekis“ administruoja Fizikos fakulteto Teorinės fizikos katedra. Taip pat administravime dalyvauja Fizinių ir technologijos mokslų centras. FF superkompiuteris suprojektuotas spręsti kvantinės chemijos uždavinius, todėl juo galima spręsti didelio našumo reikalaujančių įvairius fizikinio pobūdžio uždavinius. FF superkompiuterių resursais taip pat naudojasi Saulėtekio slėnis.

## Mokslinės kompetencijos
Matematikos ir informatikos fakulteto Informacinių technologijų atviros prieigos centro komanda, kartu su MIF mokslo personalu, teikia šias mokslines paslaugas:

* Duomenų analizės modelių kūrimas HPC aplinkoje.
* Verslo procesų duomenų atvaizdavimo ir analizės optimizavimas ir analitinių algoritmų kūrimas HPC aplinkoje.
* Masyvių duomenų valdymo bei analizės algoritmų kūrimas naudojant debesų kompiuteriją.
* Jutiklių ir srautinių duomenų valdymo ir analitinių algoritmų kūrimas HPC ir naudojant debesų kompiuteriją.
* Verslo veiklos procesų perkėlimas ir duomenų analizė su debesų kompiuterija.
* Vaizdų ir garso apdorojimo skaičiavimai ir algoritmų kūrimas.
* Dirbtinio intelekto modelių kūrimas ir mokymas.
* Mašininis mokymasis CPU ir GPU telkiniuose.
* Kvantiniai skaičiavimai.
* Kibernetinis saugumas ir saugumo analizė.
* Ekspertinis vertinimas ir konsultavimas IT klausimais.
* Ekspertinis vertinimas, konsultavimas, mokymai kibernetinio saugumo klausimais.

## Istorija
1955 m. Vilniaus universitete prof. Adolfo Jucio, kuris vadovavo Teorinės fizikos katedrai, iniciatyva pradėjo veikti pirmasis elektroninis skaičiavimo įrenginys Lietuvoje – elektroninis integratorius ELI-12. Jį sutiko atiduoti Maskvos Lomonosovo universitetas.

1957 m. pavasarį ilgalaikėms stažuotėms į SSRS MA Skaičiavimo centrą išvyko fizikai-teoretikai J. Glembockis ir K. Žukauskas. Pirmasis studijavo programavimo pagrindus ir mokėsi spręsti kvantinės atomo teorijos uždavinius. Antrasis studijavo elektroninių skaičiavimo mašinų konstrukciją.

2001 m. Lietuvos fizikos žurnale paskelbtame straipsnyje  buvo parodyta, kad sukurta 20 standartinių asmeninių kompiuterių sistema yra dešimtis kartų pigesnė ir, sprendžiant standartinius kvantinės chemijos uždavinius *Gamess-US* programiniu paketu, yra apie 25 kartus našesnė lyginant su 4 mazgų IBM RS/6000 SP2, kuris buvo tuo metu vienas galingesnių superkompiuterių Lietuvoje. Kvantinės chemijos programų paketai pasižymi tuo, kad tuo pačiu metu labai apkrauna kompiuterinių sistemų procesorius, operatyviąją atmintį, diskinę atmintį ir apjungiantį sistemą kompiuterinį tinklą. Todėl jie dažnai naudojami superkompiuteriams testuoti ir palyginti jų našumui. Lietuvos fizikos žurnale paskelbtas straipsnis buvo rezultatas dviejų sukurtų paskirstytosios atminties kompiuterinių sistemų: Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Teorinės fizikos katedroje kompiuterių klasėje sujungtų į vieną sistemą 10 asmeninių kompiuterių ir Lietuvos Karo akademijoje sujungtų į sistemą 20 asmeninių kompiuterių. Lietuvos Karo akademijoje sistema sukurta, vadovaujant prof. Rimanto Rakauskui, tuo metu buvo viena iš galingesnių Lietuvoje.

2005 m. Vilniaus universitetas, kuriam atstovavo MIF, dalyvavo BalticGrid projekte, kuriuo buvo siekiama plėtoti ir integruoti Baltijos šalių mokslinių tyrimų ir švietimo kompiuterių ir ryšių infrastruktūrą į besiformuojančią Europos grid infrastruktūrą; pasiekti, kad žinios apie Grid technologijas ir Grid naudojimą Baltijos šalyse būtų panašaus lygio kaip ES valstybėse narėse, turinčiose didesnę Grid kūrimo, diegimo ir eksploatavimo patirtį; toliau įtraukti Baltijos valstybes į politikos ir standartų nustatymo veiklą.

2006 m. Vilniaus universitetas, kuriam atstovavo MIF, iniciavo LitGrid (Lietuvos akademinių institucijų lygiagrečiųjų ir paskirstytų skaičiavimų tinklo) sukūrimą. Prie šio tinklo prisijungė 12 partnerių - aktyviausius Lietuvos universitetus ir mokslo institutus bei IT verslo partnerį. Šio tinklo technologijų pagalba buvo sujungti geografiškai nutolę paskirstyti kompiuteriniai resursai ir sukurtas virtualus superkompiuteris, galintis spręsti didelės apimties skaičiavimo resursams imlius uždavinius. LitGrid tinklo resursai (kompiuterių klasteriai ir saugyklos) buvo sujungti naudojantis Lietuvos mokslo ir studijų kompiuterių tinklo Litnet infrastruktūra.

Nuo 2006 m. VU plėtojamas superkompiuterių parkas. Tais pačiais metais MIF įsigijo 200 procesorių superkompiuterį. Juo naudojamasi iki šiol, tačiau pirmajame VU superkompiuteryje skaičiavimo pajėgumų visiems neužteko.

Nuo 2007 m. FF Teorinės fizikos katedroje pradėjo veikti ES struktūrinių fondų lėšomis įsigytas lygiagrečiųjų skaičiavimų superkompiuteris „Fizika 100“. Ši nauja technika naudojama vyksmų molekulinėse nanosistemose kompiuteriniam modeliavimui, magistrantų, doktorantų ir bakalaurų moksliniams tyrimams.

2008 m. Vilniaus universitetas, kuriam atstovavo Matematikos ir informatikos fakultetas, dalyvavo BalticGrid II projekte, kurio tikslas buvo padidinti BalticGrid projekto metu sukurtos e. infrastruktūros poveikį, pritaikymą ir aprėptį bei toliau gerinti paslaugų ir naudotojų aptarnavimą Baltijos šalyse. Projekto vizija buvo remti ir skatinti Baltijos regiono mokslininkus ir paslaugų teikėjus patogiai naudotis svarbiausiais tinklo ištekliais tiek Europoje, tiek už jos ribų ir taip sudaryti sąlygas efektyviam bendradarbiavimui mokslinių tyrimų srityje.

Naujojo MIF superkompiuterio darbo visu pajėgumu pradžia – 2011 m. birželio mėn. Ketinama teikti kompleksines paslaugas viešajam sektoriui ir verslui.

2011 m. pilnu pajėgumu pradėjo veikti naujas FF superkompiuteris „Fizika 1000“.

2013 m. priimtos VU Atviros prieigos centrų bendrosios veiklos taisyklės, kurių pagrindu išorės vartotojams (kitoms mokslo institucijoms ir įmonėms) pradėtos teikti MIF ITAPC mokslinės paslaugos. 

2013 m. Vilniaus universitetas pasirašė bendradarbiavimo sutartį su Lietuvos nacionaliniu radiju ir televizija (LRT), kurios pagrindu sutarta pradėti LRT internetinio video archyvo perkodavimo darbus, naudojantis FF superkompiuterio „Fizika 1000“ resursais.

2014 m. pilnu pajėgumu pradėjo veikti naujas FF superkompiuteris „Fizika 2000“ (atnaujintas „Fizika 1000“), kurio našumas buvo padidintas iki 26 TFlopų su 15 TB paskirstyta RAM ir 290 TB Lustre diskine sistema.

2021 m. Informacinių technologijų atviros prieigos centro įranga buvo atnaujinta vykdant 2018 m. liepos 20 d. iš Europos sąjungos struktūrinių fondų lėšų finansuojamo projekto Nr. 01.1.1.-CVPA-V-701-08-0004 veiklas.

## Šaltiniai