Supercomputers
Supercomputers zijn cruciaal voor digitale toekomst van Vlaanderen
We beschikken vandaag over enorme hoeveelheden data afkomstig van allerlei toestellen. Het volstaat uiteraard niet om deze informatie te verzamelen en op te slaan, we moeten de data ook verwerken en er waarde aan geven. Daarvoor hebben we technologie nodig die heel snel een groot aantal berekeningen kan uitvoeren. Vlaanderen telt al verschillende supercomputers die gebruikt worden voor onderzoek naar complexe wetenschappelijke en maatschappelijke uitdagingen.
Damien Déclat,
Group VP, Head of HPC, AI & Quantum Business Operations
Voor de eerste supercomputers moeten we ongeveer 25 jaar terug in de tijd gaan. Toen was het vooral de bedoeling om het aantal simulaties in bepaalde wetenschappelijke takken uit te breiden, bijvoorbeeld in de astrofysica of bij het opstellen van klimatologische modellen. In de loop der tijd is het aantal toepassingen fors uitgebreid. Vandaag wordt de technologie in tal van domeinen aangewend, waaronder de maakindustrie, openbare diensten, de financiële wereld, telecom en gezondheid.
Agnes Boudot,
Group SVP, Head of HPC AI & Quantum at Atos
High-performance computing
Een synoniem voor de techniek achter deze supercomputers is de afkorting ‘HPC’, ofwel ‘High-Performance Computing’. Concreet maakt deze technologie het mogelijk om complexe problemen of berekeningen aan te pakken met behulp van modellen, simulaties en analyses. Zeker vandaag hebben we nood aan HPC-systemen om op een snelle, efficiënte en betrouwbare manier geavanceerde applicaties te gebruiken.
Een supercomputer bestaat doorgaans uit nodes of kleine subeenheden, die op hun beurt in clusters verdeeld zijn. Deze bouwstenen van het HPC-systeem kunnen processors zijn, maar ook videokaarten, accelerators en toepassingen voor machine learning. De prestaties van supercomputers zijn dan weer afhankelijk van de interconnects tussen nodes en clusters. Data moet immers aan hoge snelheid kunnen worden uitgewisseld.
Van weersvoorspellingen tot COVID-19
De stap van supercomputers naar toepassingen van artificiële intelligentie is natuurlijk niet groot. Vaak moet data afkomstig van sensoren heel snel verwerkt worden om aan de hand van berekeningen en simulaties de best mogelijke beslissingen te nemen. De technologie biedt dan ook heel wat mogelijkheden om complexe maatschappelijke uitdagingen aan te pakken. Een voorbeeld hiervan is het verbeteren van weersvoorspellingen.
Het Europees Meteorologisch Instituut (ECMWF) optimaliseert zijn weeranalyses met behulp van een Atos-supercomputer. De rekenkracht van het instituut is dankzij de computer in één klap vervijfvoudigd. Intussen doen honderden onderzoekers in meer dan dertig landen beroep op de informatie van de supercomputer. Dankzij de computer kan het ECMWF tot vijftien dagen op voorhand uiterst nauwkeurige voorspellingen doen binnen een straal van 15 kilometer. Dat is erg belangrijk, aangezien ook Europa door de klimaatverandering vaker met extreem weer te maken krijgt en er zo dus op risicosituaties kan worden geanticipeerd.
Het hoeft niet te verwonderen dat supercomputers ook in de strijd tegen COVID-19 een hoofdrol hebben opgeëist. Snelle berekeningen maken het mogelijk om het virus beter te begrijpen en met doeltreffende maatregelen de verspreiding in te dammen. Daarnaast helpen genetische simulaties om het onderzoek naar een potentieel vaccin in een stroomversnelling te brengen. Simulaties zijn ook belangrijk om risico’s in te schatten en zo de continuïteit van de meest kritieke activiteiten van bedrijven en burgers te garanderen. Ook op Vlaams niveau hebben supercomputers onderzoek naar COVID-19 met hun enorme rekenkracht ondersteund.
Supercomputers hebben uiteraard ook een grote toekomst in de evolutie van smart cities en andere intelligente omgevingen. Om data maximaal te benutten, kan een stad die informatie best op een centraal platform verzamelen. En dat zou dus een supercomputer kunnen zijn. Via deze supercomputers is het voor steden ook mogelijk om data te delen. Een probleem in de ene stad kan dan gebruikt worden om een model voor een andere stad te trainen en een gelijkaardige situatie te vermijden.
Supercomputers in Vlaanderen
Ook Vlaanderen maakt al gebruik van HPC-technologie. De universiteit van Gent bestelde in de zomer van 2020 een nieuwe supercomputer bij Atos. Die zal in allerlei domeinen worden ingezet voor Vlaams onderzoek: van het maken van weermodellen tot het ondersteunen van de ontwikkeling van hernieuwbare energie en de zoektocht naar nieuwe medicijnen. Het is de derde Tier1-supercomputer die het VSC, het Vlaams Supercomputer Centrum, installeert. Het VSC is een samenwerking tussen de vijf Vlaamse universiteiten en wordt beheerd door het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek – Vlaanderen (FWO).
“Eén van de dingen die de COVID-19-pandemie duidelijk heeft geïllustreerd, is dat state-of-the-art infrastructuur, inclusief supercomputers, cruciaal zijn om sterk onderzoek en ontwikkeling in Vlaanderen mogelijk te maken”, vertelde Hilde Crevits, Vlaams minister van Economie, Wetenschap en Innovatie. “Ik ben dan ook trots dat Vlaanderen door continue investeringen in infrastructuur zijn pioniersrol in R&D kan uitbouwen.”
Supercomputers zijn een drijvende kracht achter innovatie en spelen dus een belangrijke rol in iedere regio die het vizier op de toekomst richt. Op termijn zullen de mogelijkheden voor bepaalde toepassingen nog verder uitbreiden door de komst van kwantumcomputers. Atos anticipeert hier al op door klanten toegang te geven tot de Quantum Learning Machine, een systeem dat kwantumtechnologie simuleert en toelaat om applicaties voor te bereiden en onmiddellijk uit te rollen wanneer deze computers – ten vroegste over enkele jaren – op de markt verschijnen.
Auteur: Damien Déclat, Group VP, Head of HPC, AI & Quantum Business Operations and Agnes Boudot, Group SVP, Head of HPC AI & Quantum at Atos
