**Lumi** (engl. *Large Unified Modern Infrastructure*) 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 200 000 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
-------

1. ↑  Timo Keränen & Joni Takalo & Kaisa Uusitalo: Suomessa otettiin käyttöön maailman kolmanneksi tehokkain tietokone – "Kuin siirryttäisiin hevosesta suihkukoneeseen", tunnelmoi ministeri *Yle Uutiset*.  13.6.2022. Yleisradio. Viitattu 13.6.2022.
2. ↑  Suomeen sijoitetaan yksi maailman tehokkaimmista supertietokoneista *csc.fi*.  7.6.2019. Viitattu 21.6.2019.
3. 1 2 3  Kyle Wiggers: Hewlett Packard Enterprise will build a $160 million supercomputer in Finland *venturebeat.com*.  21.10.2020. Viitattu 22.10.2020. (englanniksi)
4. 1 2  Tanja Heikkonen & Sanna Kähkönen: Kajaaniin saatava supertietokone onkin paljon tehokkaampi kuin aluksi tiedettiin – siitä tulee yksi maailman nopeimmista *yle.fi*.  28.10.2020. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
5. ↑  ORNL’s Frontier First to Break the Exaflop Ceiling  30.5.2022. Top500. Viitattu 30.5.2022. (englanniksi)
6. ↑  LUMI - HPE Cray EX235a, AMD Optimized 3rd Generation EPYC 64C 2GHz, AMD Instinct MI250X, Slingshot-11 *top500.org*. Viitattu 30.5.2022. (englanniksi)
7. 1 2  LUMI ranked third on Top500 list of world’s fastest supercomputers – the fastest supercomputer in Europe *csc.fi*. Viitattu 30.5.2022. (englanniksi)
8. 1 2 3 4 5 6  Supertietokoneet | Kajaanissa tehdashallissa on superlaskija, joka alkaa ratkoa maailman vaikeimpia ongelmia – ja se on kolmanneksi tehokkain *Helsingin Sanomat*.  8.6.2022. Viitattu 8.6.2022.
9. 1 2 3  Dan Robinson: LUMI supercomputer puts GPU partition through its paces with hardcore science *theregister.com*.  19.1.2023. Viitattu 22.1.2023. (englanniksi)
10. ↑  November 2022 *top500.org*. Viitattu 22.5.2023. (englanniksi)
11. ↑  LUMI: yksi maailman tehokkaimmista supertietokoneista *csc.fi*. Viitattu 1.4.2021.
12. 1 2 3  LUMI-supercomputer *csc.fi*. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
13. 1 2 3 4 5 6  LUMI’s full system architecture revealed *lumi-supercomputer.eu*.  22.11.2021. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
14. ↑  LUMI’s first pilot phase successfully concluded *lumi-supercomputer.eu*.  28.1.2022. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
15. 1 2 3 4 5  Tällainen on Euroopan nopein supertietokone: pystyy mallintamaan ilmastomme digitaalisen kaksosen tai uuden pandemian leviämisen *Yle Uutiset*.  29.4.2022. Viitattu 30.4.2022.
16. ↑  One of the world’s mightiest supercomputers, LUMI, will lift European research and competitiveness to a new level and promotes green transition *csc.fi*. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
17. ↑  Deep dive into the building of the LUMI data center *lumi-supercomputer.eu*.  4.5.2021. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
18. 1 2 3 4 5 6  George S. Markomanolis: Utilizing AMD GPUs: Tuning, programming models, and roadmap (PDF) *fosdem.org*.  6.2.2022. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
19. ↑  LUMI-C: The CPU Partition *docs.lumi-supercomputer.eu*.  Arkistoitu 13.2.2022. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
20. ↑  Utilizing AMD GPUs: Tuning, programming models, and roadmap *fosdem.org*. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)
21. ↑  HIP Programming Guide v4.5 *rocmdocs.amd.com*.  Arkistoitu 13.2.2022. Viitattu 13.2.2022. (englanniksi)