De route naar een nieuwe generatie supercomputers

“Op dit moment is er duidelijk sprake van een gat met de Verenigde Staten en China waar het investeringen betreft,” zegt de Griek Thomas Skordas, directeur Digital Excellence and Science Infrastructure van de Europese Commissie. Skordas pleit voor meer samenwerking tussen de lidstaten op dit punt. “We zullen zowel publieke als private middelen bij elkaar moeten leggen.”

Start bij een wetenschappelijk probleem

Om dat voor elkaar te krijgen is een verhaal nodig dat alle partijen ook van de economische wenselijkheid overtuigd. Thomas Schulthess is directeur bij het Swiss National Supercomputing Centre van ETH Zürich. In zijn verhaal laat hij zien wat er mogelijk is als zogeheten ‘Exascale computing’ Exascale computing is het gebruik van een nieuwe generatie geavanceerde computersystemen, waarin de totale capaciteit van alle processoren de waarde van één exaflops (10^18 floating point operations per second) overschrijdt. de komende jaren de norm gaat worden.

Volgens Schulthess is het zaak om te starten bij een wetenschappelijk probleem, zoals klimaatvoorspellingen. “Voor bepaalde plekken in Zwitserland is zoals het Reuss- en Leventina-dal fluctueert het weer heel erg, dan is het van belang dat je nauwkeurig weersveranderingen kunt voorspellen.” Die voorspellingen worden gedaan door metingen in een grid. Hoe kleiner de afmetingen van de blokken in dat grid, hoe nauwkeuriger de voorspellingen. Maar meten aan kleinere blokken in meerdere dimensies, vergt flink wat rekenkracht. Rekenkracht die de huidige supercomputers vaak nog niet kunnen opbrengen.

Investeren in rekenkracht uit economisch belang

SURFsara-directeur Anwar Osseyran denkt dat een mondiaal vraagstuk als het klimaat bij uitstek een zaak van groot genoeg belang om de investeringen in nieuwe supercomputers te rechtvaardigen. “Wat betreft klimaatvoorspellingen loopt Europa voor op de Verenigde Staten, kijk ook naar de hulp die wij hen bieden bij orkanen als die bij St. Louis.” Als je dat soort grote weersverschijnselen nog beter kunt voorspellen, kan dat enorme economische schade schelen. Dan is investeren in rekenkracht opeens wel te rechtvaardigen, denkt Osseyran.

Volgens Osseyran zijn er verschillende domeinen die baat hebben bij grote rekenkracht. “Ook de astronomie, in Nederland op hoog niveau, profiteert hiervan.” Maar om bij beleidsmakers in het oog te springen is het ook volgens Osseyran beter om met een vraag te komen die een duidelijker direct economische opbrengst kennen. “Wat dat betreft is het goed dat we een naam hebben op het gebied van klimaat en watermanagement in Nederland.”

Skordas vertelt dat exascale computing onderdeel uitmaakt van de investeringen in de innovatieprogramma’s van de Europese Commissie. “In zowel de laatste jaren van Horizon 2020 als het daaropvolgende Europese framework-programma is geld gereserveerd voor exascale en post-exascale computing.” Er wordt derhalve al geanticipeerd op een volgende generatie supercomputers.

Om daar het beste uit te halen hebben inmiddels dertien Europese landen zich verenigd in het EuroHPC-project. Afgelopen zomer tekenden zij een verklaring waarin zij zich committeerden aan  “een geïntegreerde high-performance computer (HPC) van wereldklasse die in staat is om minstens 10¹⁸ berekeningen per seconde uit te voeren.” Naast Nederland hebben Frankrijk, Duitsland, Italië, Portugal en Spanje de verklaring ondertekend.