Nowy, polski superkomputer - 1400 procesorów Xeon Quad-Core

Mocą 50 bilionów operacji na sekundę będzie dysponował najnowszy polski superkomputer, który już listopadzie stanie w Centrum Informatycznym Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej (TASK). Urządzenie o nazwie „Galera” będzie oparte na 1400 procesorach czterordzeniowych Intel Xeon Quad-Core co oznacza 5600 rdzeni i maksymalną moc obliczeniową 50 TFLOPS. Będzie to największy superkomputer w Polsce, pierwszy oparty na procesorach czterordzeniowych w Europie i czwarty na liście najszybszych komputerów na naszym kontynencie.

TASK stanowi jednostkę organizacyjną Politechniki Gdańskiej. Zadaniem Centrum jest obsługa środowiska naukowo-badawczego w zakresie dostępu do krajowej i światowej sieci informatycznej, serwisów informacyjnych i baz danych oraz udostępnianie poprzez sieć mocy obliczeniowych serwerów wraz z oprogramowaniem użytkowym. Dzięki nowemu superkomputerowi „Galera” (350 serwerów 4-procesorowych Actina Solar 410 S2) TASK zwiększy ponad 20-krotnie swoje możliwości mocy obliczeniowej w porównaniu do obecnie działających urządzeń.


„Galera” zostanie w pełni uruchomiona w listopadzie i między innymi będzie wykorzystywana w projektach badawczych nad substancjami mogącymi znaleźć zastosowanie w terapii antynowotworowej oraz badaniach nad aerodynamiką w przemyśle lotniczym. Przykładowe projekty obejmują:

Projekt „FLIERT” – komputerowe analizy oporów powietrza i aerodynamiki samolotów bazujące na wynikach badań prowadzonych w European Transonic Wind Tunnel (tunel aerodynamiczny) w Kolonii. Celem projektu jest stworzenie symulacji lotu samolotów Airbus, które w przyszłości umożliwią modyfikacje konstrukcji w celu zmniejszenia oporów powietrza, zwiększenie szybkosci i zmniejszenie zapotrzebowania na paliwo.

Projekt „AITEB-2” – analiza przepływu powietrza w turbinach silników lotniczych, w celu uzyskania większej wydajności i bezpieczniejszych rozwiązań. Projekt prowadzony przy współpracy z Rolls-Royce’m koncentruje się na badaniach nad nowymi metodami chłodzenia łopatek w turbinach, które poddawane są na działanie gazów o wysokich temperaturach z komór spalania.


Realizacja badań nad substancjami o potencjalnym wykorzystaniu w terapii antynowotworowej.
Od kilku już lat Zakład Teoretycznej Chemii Fizycznej na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego zajmuje się badaniem mechanizmu degradacji DNA wywołanej przez promieniowanie UV oraz jonizujące. Ponieważ pochodne halogenowe zasad nukleinowych (Hal-ZN) mogą być używane przez komórkę do syntezy DNA równie łatwo co zasady naturalne, substancje te mogą znaleźć szerokie zastosowanie w terapii chorób nowotworowych. Wprowadzenie Hal-ZN do DNA powinno bowiem prowadzić do zasadniczego obniżenia wielkości dawek terapeutycznych promieniowania jonizującego lub nawet umożliwić użycie światła z zakresu bliskiego ultrafioletu o znacznie niższej szkodliwości.

W celu zrozumienia mechanizmów odpowiedzialnych za tworzenie się letalnych uszkodzeń DNA i racjonalne stosowaniu Hal-ZN w terapii nowotworowej prowadzone jest komputerowe modelowanie procesu uszkadzania DNA, z zastosowaniem metod chemii kwantowej. Z perspektywy dokładnych obliczeń ab initio, DNA oraz Hal-ZN należą do układów wymagających ogromnych nakładów czasu i mocy komputerowej. Prowadzi to niestety do kompromisu między dokładnością a czasochłonnością prowadzonych obliczeń. Stąd też wykorzystuje się głównie metody funkcjonału gęstości (DFT). Jednak dla racjonalnego stosowania metod symulacyjnych kluczowe znaczenie ma możliwość oceny dokładności uzyskiwanych wyników przy użyciu, metod znacznie dokładniejszych niż metody DFT. Dostęp do komputera o mocy 50 TFLOPS miałby więc ogromne znacznie dla efektywnej realizacji tego istotnego tak z poznawczego, jak i praktycznego punktu widzenia projektu. Po pierwsze klaster o tak dużej mocy przyspieszyłby znacznie wykonywanie zadań prowadzonych obecnie rutynowo. Po drugie umożliwiłby otrzymanie dokładnych wyników wysoko skorelowanych, dziś będących zdecydowanie poza zasięgiem TASK-u. Sprawdzono np., że układ o wielkości tyminy (tylko dziewięć atomów ciężkich) stanowi, przy obecnych możliwościach obliczeniowych TASK-u granicę dla dokładnej metody sprzężonych klastrów. Instalacja klastra o mocy 50 TFLOPS przesunęłaby tę granicę do układu wielkości nukleotydu (ok. 23 atomów ciężkich), co ze względu na obiekt badawczy, tzn. DNA, którego elementami składowymi są właśnie nukleotydy byłoby bardzo istotne. Jak powiedziano wyżej, dopiero możliwość weryfikacji wyników uzyskanych metodami mniej dokładnymi umożliwi wartościową analizę procesu uszkadzania DNA na poziomie molekularnym. Można zatem stwierdzić, że dostęp do maszyny o mocy 50 TFLOPS jest wręcz kluczowy dla udanej realizacji projektu.