Για την πραγματοποίηση υψηλού επιπέδου επιστημονικής έρευνας, είναι αναγκαία η ύπαρξη υπολογιστών υψηλών επιδόσεων (High Performance Computers – HPC) ονομαζόμενοι και ως «υπερυπολογιστές», οι οποίοι διαθέτουν την δυνατότητα πραγματοποίησης σύνθετων υπολογισμών και προσομοιώσεων. Η έλλειψη ενός τέτοιου συστήματος στην Ελλάδα, αποτελούσε σημαντικό εμπόδιο για την ανάπτυξη της εγχώριας έρευνας και δημιουργούσε σημαντικό ψηφιακό χάσμα ανάμεσα στους Έλληνες επιστήμονες και τους ομολόγους τους στο εξωτερικό.

Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι επιστημονικοί  τομείς όπως η Υπολογιστική Χημεία, η Φαρμακολογία, η Φυσική, η Βιολογία, η Βιοϊατρική, η Μετεωρολογία, η Σεισμολογία, η Υπολογιστική Μηχανή και οι Επιστήμες Υλικών και άλλες αντίστοιχες βασίζονται σε υπερ- υπολογιστικές μονάδες για να πραγματοποιήσουν αποτελεσματική έρευνα.

Το έργο PRACE-GR είχε ως στόχο την προμήθεια και εγκατάσταση ενός συστήματος HPC και την παροχή των υπηρεσιών του στην Ελληνική ερευνητική κοινότητα. Η προμήθεια του συστήματος πραγματοποιήθηκε μέσω Ανοιχτού Διεθνούς Διαγωνισμού που διενήργησε η ΕΔΕΤ (Εθνικό Δίκτυο Έρευνας και Τεχνολογίας) και οδήγησε στην εγκατάσταση και λειτουργία του υπολογιστικού συστήματος ARIS (Advanced Research Information System). O ARIS ο οποίος είχε μέγιστη αρχική θεωρητική υπολογιστική ισχύ 180 TFlop/s (τρισεκατομμύρια αριθμητικές πράξεις το δευτερόλεπτο), όταν ξεκίνησε τη λειτουργία του συμπεριλήφθηκε στα 500 ισχυρότερα υπερυπολογιστικά συστήματα του κόσμου όπως ανακοινώνεται από τη λίστα Top500.org (Ιούνιος 2015), ενώ είναι σαφώς το ισχυρότερο υπολογιστικό σύστημα στην Ελλάδα. Σημειώνουμε ότι ο ARIS  αποτελεί μέρος του Ευρωπαϊκού οικοσυστήματος υπερυπολογιστών PRACE.

Ο σχεδιασμός και η υλοποίηση του έργου έχει να αναδείξει καλές πρακτικές τόσο σε ότι αφορά το διαχειριστικό τμήμα και τις μεθόδους υλοποίησης του, όσο και στα μέτρα για τη βιωσιμότητά του.

Για την υλοποίηση της προμήθειας τέθηκε ένα αυστηρό πλαίσιο αναφοράς και αξιολόγησης με ένα μεγάλο αριθμό μετροπρογραμμάτων (benchmarks) ώστε να ανταποκρίνεται το σύστημα αποτελεσματικά στο σκοπό χρήσης.

Στον Διεθνή Διαγωνισμό περιλαμβανόταν η απαίτηση για δωρεάν υποστήριξη του συστήματος και εγγύηση από τον ανάδοχο του διαγωνισμού για τα πρώτα 5 χρόνια λειτουργίας του υπολογιστικού συστήματος,  εξασφαλίζοντας  με αυτό τον τρόπο την απρόσκοπτη λειτουργία του και τη δυνατότητα για άμεση επίλυση των τεχνικών προβλημάτων για όλο αυτό το διάστημα το οποίο πρακτικά καλύπτει το προσδόκιμο κύκλο ζωής του συστήματος.

Η δημιουργία της ομάδας υποστήριξης HPC και της αντίστοιχης υπηρεσίες από την ΕΔΕΤ ήταν ένα από τα σημαντικές αποφάσεις που ελήφθησαν εξαρχής κατά το σχεδιασμό του έργου. Με τον τρόπο αυτό δημιουργήθηκε ένα ολοκληρωμένο προϊόν (υποδομή + υπηρεσία υποστήριξης) το οποίο εξασφάλισε τη μέγιστη εκμετάλλευση του συστήματος από τους τελικούς χρήστες (καθώς υποστηρίζονται από μια ομάδα έμπειρων τεχνικών και επιστημόνων πληροφορικής) ενώ εξασφάλισε και την οικονομική υποστήριξη του απαραίτητου ανθρώπινου δυναμικού για τα πρώτα 1-2 χρόνια λειτουργίας του συστήματος.

Ο ARIS φιλοξενείται στα υπόγεια του Υπουργείου Παιδείας, με την επιφάνειά του να μην ξεπερνά τα 15m2, είναι κατασκευασμένος από την ΙΒΜ, έχει 8.520 πυρήνες Intel Xeon E5-2680v2 στα 2,8GHz, μνήμη 27.264GB, εσωτερική διασύνδεση μέσω Infiniband FDR14, καταναλώνει 154kW (όσο 26-51 αμερικανικές κατοικίες, ερμηνεύει ο Wolfram Alpha). Ο υπερυπολογιστής χρησιμοποιεί λειτουργικό σύστημα Linux.

Στο πλαίσιο του PRACE-GR η ΕΔΕΤ ξεκίνησε και συνεχίζει να προσφέρει την υπηρεσία ΕΔΕΤ-HPC (hpc.grnet.gr) η οποία αφορά στη διαχείριση του συστήματος ARIS, προσφέρει υπηρεσίες υποστήριξης χρηστών, διοργανώνει σεμινάρια εκπαίδευσης, ενώ έχει ως γενικότερο στόχο την προώθηση τεχνολογιών HPC στην Ελλάδα, τόσο στον ακαδημαϊκό όσο και στον επιχειρηματικό τομέα.

Για την παραχώρηση χρόνου χρήσης του συστήματος ακολουθούνται διαφανείς πρακτικές που βασίζονται στην κατάθεση επιστημονικών προτάσεων από ενδιαφερόμενες ερευνητικές ομάδες και την αξιολόγησή τους από ομότιμη επιστημονική επιτροπή.

Δικαίωμα πρόσβασης στην υποδομή θα έχουν κυρίως επιστήμονες και ερευνητές τα ελληνικά δημόσια και ιδιωτικά ερευνητικά ιδρύματα (π.χ. μέλη δικτύου HellasHPC  και άλλα ερευνητικά και εκπαιδευτικά ιδρύματα) για ερευνητικά έργα, τα οποία αποσκοπούν στην παραγωγή ανοιχτών ερευνητικών αποτελεσμάτων.  Επίσης θα υπάρχει πρόσβαση σε Ελληνικές ή Ευρωπαϊκές εταιρίες (μέσω του PRACE) με σκοπό την ανοιχτή έρευνα και ανάπτυξη ή και για την υποστήριξη εταιριών να αναπτύξουν λύσεις  για τον χρήστη τεχνολογιών HPC, με ποσοστό συμμετοχής  έως 5% των πόρων του συστήματος ανά έτος. Επίσης θα μπορούν να έχουν πρόσβαση Ερευνητές από ιδρύματα άλλων χωρών στα πλαίσια διακρατικών συνεργασιών, με ποσοστό συμμετοχής,  έως 15% των πόρων του συστήματος ανά έτος. Παράδειγμα αποτελούν οι πόροι που παρέχονται στο PRACE και στην περιοχή της Νοτιοανατολικής Ευρώπης μέσω του σχετικού μνημονίου συνεργασίας.

Το σύστημα μέσω άλλου επιχειρησιακού προγράμματος  του ΕΣΠΑ / ΕΠ Ψηφιακή Σύγκλιση το 2016 ολοκλήρωσε προγραμματισμένη εκτενή αναβάθμιση η οποία βελτίωσε εντυπωσιακά τις επιδόσεις του.

Είναι σαφές ότι το έργο PRACE – GR αποτελεί κομβική επένδυση για την ελληνική οικονομία και την ανάπτυξη της έρευνας στην Ελλάδα.  Αναμφίβολα, παρόμοιες πρακτικές μπορούν να εφαρμοστούν και από άλλους φορείς που υλοποιούν συναφή έργα προμήθειας υπολογιστικών συστημάτων.

Ιστοσελίδα: https://hpc.grnet.gr/access_policy/

Η συμμετοχή του PRACE-GR στο Open Days  2017: http://www.antagonistikotita.gr/epanek/news.asp?id=305