Geen brodddelwerk, maar Top 5 in EU

Nieuws | de redactie
13 januari 2010 | Patrick Aerts, directeur NCF bij NWO, is niet gesticht van het betoog van Frans Nauta over 'supercomputer broddelwerk.' "In zijn betoog liggen bellen en klepels wel erg ver van elkaar." Want Nederland kan en moet wel degelijk naar de Europese top op dit terrein, aldus Aerts.


‘De toonhoogte van het opiniestuk van Frans Nauta in ScienceGuide staat in schril contrastmet het hardheidsgehalte van zijn betoog. Van wie hoog van de torenblaast mag enig inzicht in de materie worden verwacht, maar in zijnbetoog liggen bellen en klepels wel erg ver van elkaar.

Kort samengevat komt Nauta’s betoogneer op het volgende statement: Moderne onderzoekers doen aandistributed computing en dienen amazon.com te gebruiken. Zij hebbengeen supercomputer nodig. Of, zonder dat Frans Nauta het letterlijknoemt: gebruik het Grid (computers via het internet). Folding@homeis het bewijs van het succes daarvan. Stel wat geld ter beschikkingom dat eerst uit te proberen.

Sinds het eind van de jaren tachtigzijn één-processor-computers niet snel genoeg meer om in debehoefte aan rekenkracht te voorzien. Sindsdien wordt serieusgewerkt aan het ontwikkelen van multi-processor computers, latermassaal parallelle computers, en aan de herontwikkeling vansoftware voor een efficiënt gebruik. Technischwetenschappelijkecodes vallen daarbij uiteen in twee types:
1) (stukken) codes waar de communicatie tussen deelprocessenverwaarloosbaar is;
2) (stukken) codes waar parallellisatie mogelijk is maar waar hetresultaat leidt tot intensieve communicatie tussen de verschillendedeelprocessen;

Folding@home, de botsingsresultatendie uit de LHC van CERN komen en diverse rekenproblemen in debioinformatica of NMR-experimenten zijn typische voorbeelden vantype 1. Deze toepassingen bestaan uit geheel onafhankelijke enrelatief kleine deelproblemen. Ideale problemen voor eengrid-achtige infrastructuur. Amazon.com biedt een cloud serviceaan. Qua dienst niet erg verschillend van het grid, behalve detoegang: via de creditcard. Ideaal voor incidenteel gebruik,bijvoorbeeld vanuit het MKB, of voor structureel gebruik voor wiezich het gemak wil permitteren.

Voorbeelden van type 2 zijn onder meerhet rekenen aan de ontwikkeling van botstructuren onder stress, desimulatie van het gehele stroomgebied in Zuid-Nederland,fundamenteel quantum-chemisch onderzoek in katalyse ofmateriaalwetenschappen of werken aan klimaatonderzoek, om van deweervoorspelling maar niet te spreken. Dit zijn rekenproblemen diefundamenteel alleen parallelliseerbaar zijn ten koste vanintensieve communicatie tussen de processen (processoren).

Het onderscheid tussen een grid, eencluster en een supercomputer ligt primair in het begrip ‘latency’.En latency wordt uiteindelijk begrensd door de lichtsnelheid.Alleen al het voortdurend verlies aan rekencycles dat gepaard zougaan met het ophalen van één byte met de lichtsnelheid uitGroningen als je in Delft zit -en de lichtsnelheid wordt bij langena niet gehaald, zeker niet in glasvezel en met alle protocollendie moeten worden doorlopen- geeft al aan dat efficiëntgedistribueerd rekenen met frequente communicatie een onmogelijkeopgave is.

Dit is een fundamenteel issue, geenpraktisch oplosbaar probleem. Geen bandbreedte, hoe groot ook, kandat ooit compenseren. Een supercomputer heeft de laagst mogelijkenetwerk – en geheugenlatency, en is daardoor bij uitstekgeschikt voor het groeiend aantal toepassingen dat intensievecommunicatie tussen de processoren nodig heeft. Toepassingen vanhet type 2 dus, die ongeschikt zijn voor verwerking op de doorNauta bedoelde distributed computing (grid) infrastructuur.

Om beide typen toepassingen, en alleswat daar tussenin zit van dienst te zijn, wordt er sinds 1990 inNederland een samenhangend infrastructuurbeleid gevoerd. Daarvanmaken een groot landelijk cluster, een datastorage centrum, eengeavanceerd datanetwerk (SURFnet) en een nationale supercomputerdeel uit. Het zal Nauta zijn ontgaan dat het kabinet reeds in 2006ook de opbouw van een nationale grid-infrastructuur heeft bekostigd(€30 miljoen). Ook niet helemaal voor niks dus. Maar volkomenterecht.

De nationale supercomputer en hetnationale cluster maken trouwens deel uit van die infrastructuur,om het onderzoekers makkelijk te maken die resources te gebruikendie voor een bepaald deel van het onderzoek het efficiëntstzijn.

Tenslotte het laatste misverstand,namelijk dat het (alleen) om een nationale supercomputer zou gaan.De Europese commissie is van mening dat Europa zich niet door de VSof Japan wil laten vertellen hoe de grote mondiale problemen zichontwikkelen of moeten worden opgelost. Zoals bijvoorbeeld rond hetklimaat. Het is toch te gek – is de redenering- dat Europa hierniet eens in staat is te verifiëren wat ons van daar wordt verteld,welgemeend of niet.

Daarom, en op grond van de uitdagendewetenschappelijke problemen die uitsluitend met de krachtigsterekenapparatuur kunnen worden aangepakt of pas daarmee voor heteerst onder bereik komen, heeft men op Europees niveau besloten totde inrichting van een infrastructuur van top-10 waardigesupercomputers, volledig ingebed in andere infrastructuurlagen,waaronder DEISA (grid van tweede-lijns nationale supercomputers),het Europese EGI-grid (hoofdkantoor in Amsterdam mede dankzij alleexpertise hier) en de toekomstige Europese datastorage en-services infrastructuur.

Nederland heeft met het huidigekabinetsbesluit besloten aan al die Europese infrastructuurlagendeel te nemen, inclusief de top. Een top-ICT-infrastructuur isimmers een noodzakelijke voorwaarde om als land op ICT-gebied tekunnen uitblinken. Daarmee maakt Nederland althans op dit gebiedwaar wat het  Innovatieplatform heeft geadviseerd: Nederlandop ICT-gebied bij de top-5 van Europa.’

Dr. Patrick J.C. Aerts, DirecteurNCF


«
Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.
Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan
OK