*Γ. Μαγκλάρας
Ο «Δαίδαλος» δεν είναι απλώς ένας ακόμη τεχνολογικός εξοπλισμός ούτε η θέση του σε μια διεθνή κατάταξη. Είναι μια σημαντική εθνική υποδομή, η αξία της οποίας θα φανεί στην πράξη: στην επιστημονική παραγωγή που θα υποστηρίξει, στην αποτελεσματικότητα της λειτουργίας του και στην τεχνογνωσία που θα αφήσει πίσω του. Γι’ αυτό και η συζήτηση γύρω από τον εθνικό υπερυπολογιστή χρειάζεται περισσότερη τεχνοκρατική ψυχραιμία και λιγότερη υπερβολή ή απαξίωση.
Πολλά γράφονται για τον «Δαίδαλο» στον ελληνικό Τύπο και στα social media. Από τη μία πλευρά, ορισμένοι υπερβάλλουν με αφορμή τα εγκαίνια του συστήματος και, από την άλλη, υποστηρικτές τεχνοφοβικών απόψεων υποτιμούν τη σημασία του έργου. Οι περισσότερες απόψεις προέρχονται από δημοσιογράφους, πολιτικούς και εκπαιδευτικούς ειδικοτήτων που δεν σχετίζονται άμεσα με το αντικείμενο. Αντίθετα, δεν ακούγονται με την ίδια συχνότητα οι μηχανικοί και οι ερευνητές που σχεδιάζουν, συντηρούν και χρησιμοποιούν τέτοιες υποδομές. Για αυτό καλό θα είναι να δίνουμε στον κόσμο και μια τεχνοκρατική άποψη, η οποία θα αποδίδει «τα του Καίσαρος τω Καίσαρι» για το έργο και για τον τρόπο με τον οποίο η Ελλάδα υλοποίησε και συνεχίζει να υλοποιεί ανάλογες επενδύσεις.
Η Υπολογιστική Υψηλών Επιδόσεων (High Performance Computing – HPC) αποτελεί έναν διεπιστημονικό τομέα που συνδυάζει την Πληροφορική, τα Μαθηματικά, τη Φυσική, την Ηλεκτρολογία, την Ηλεκτρονική και τις Τηλεπικοινωνίες. Βασίζεται στη συνδυασμένη ισχύ μεγάλου αριθμού επεξεργαστών, οι οποίοι λειτουργούν παράλληλα και επιτρέπουν την επίλυση σύνθετων προβλημάτων που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά από τους συμβατικούς προσωπικούς υπολογιστές. Τα τελευταία χρόνια εξετάζεται, μάλιστα, και η ενσωμάτωση κβαντικών επεξεργαστών σε τέτοιες υποδομές.
Η Ελλάδα δεν ξεκινά από το μηδέν. Πριν από τον «Δαίδαλο», η χώρα είχε υλοποιήσει και χρησιμοποιούσε το σύστημα «ARIS» της ΕΔΥΤΕ, το οποίο από το 2015 είχε καταταχθεί στη λίστα με τα 500 ισχυρότερα υπερυπολογιστικά συστήματα του κόσμου. Ο «Δαίδαλος» αποτελεί τη συνέχεια αυτής της προσπάθειας, την οποία αξιοποίησαν πολλοί Έλληνες και ξένοι επιστήμονες.
Η σημασία τέτοιων μηχανών γίνεται ακόμη μεγαλύτερη στην εποχή του ανθρώπινου γονιδιώματος, της εξατομικευμένης θεραπείας για δύσκολες ασθένειες όπως ο καρκίνος, της κλιματικής αλλαγής και των σύνθετων προβλημάτων που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα. Κάθε φορά που ένα αεροσκάφος πετά με ασφάλεια, ένα πλοίο ή ένα αυτοκίνητο μετακινείται, ένα φάρμακο θεραπεύει ή ένα εμβόλιο προστατεύει, οι υπερυπολογιστές έχουν συμβάλει και συνεχίζουν να συμβάλλουν με πολλούς τρόπους.
Στην εποχή της Τεχνητής Νοημοσύνης, η ύπαρξη εγχώριας υπολογιστικής ισχύος αποκτά επιπλέον βαρύτητα. Τέτοιες υποδομές επιτρέπουν την εκπαίδευση και την προσαρμογή σύνθετων μοντέλων σε προβλήματα που αφορούν άμεσα την κοινωνία, με μεγαλύτερη διαφάνεια και έλεγχο. Η πρόσβαση σε μεγάλη υπολογιστική ισχύ αποτελεί ουσιαστική προϋπόθεση για την αυτόνομη ανάπτυξη και εκπαίδευση μεγάλων μοντέλων Τεχνητής Νοημοσύνης.
Χωρίς ανάλογες υποδομές, χώρες και ερευνητικοί οργανισμοί περιορίζονται σε μεγάλο βαθμό στη χρήση τεχνολογιών που έχουν αναπτύξει άλλοι. Οι μεγάλοι τεχνολογικοί κολοσσοί δεν αποκαλύπτουν πάντοτε με ποιον τρόπο εκπαιδεύουν τα μοντέλα τους, τι κάνουν με τα ερωτήματα των χρηστών ή αν αποδίδεται η πνευματική ιδιοκτησία του υλικού εκπαίδευσης στους δημιουργούς του. Έτσι, προκύπτουν ζητήματα δημοκρατίας, διαφάνειας και νομικής φύσεως. Η ύπαρξη εγχώριων συστημάτων δημιουργεί τις προϋποθέσεις για μεγαλύτερη τεχνολογική αυτονομία και δημόσιο έλεγχο, υπό την προϋπόθεση ότι θα συνοδεύεται από σαφείς πολιτικές πρόσβασης και διακυβέρνησης.
Από τεχνικής πλευράς, όλα τα βασικά χαρακτηριστικά του «Δαίδαλου» είναι υψηλού επιπέδου. Οι επεξεργαστές (CPUs), οι μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPUs) της Nvidia, οι οποίες επιταχύνουν συγκεκριμένες κατηγορίες υπολογισμών και ιδιαίτερα αλγορίθμους Τεχνητής Νοημοσύνης, οι τεχνολογίες διασύνδεσης των υπολογιστικών κόμβων (HPC interconnect), το σύστημα αρχειοθέτησης υψηλών επιδόσεων, καθώς και το λειτουργικό σύστημα και το λογισμικό (RedHat Enterprise Linux) έχουν δοκιμαστεί στα ισχυρότερα συστήματα παγκοσμίως. Η κατασκευάστρια εταιρεία έχει σχεδιάσει, συναρμολογήσει και υλοποιήσει με επιτυχία κορυφαίες υποδομές.
Ο «Δαίδαλος» δεν έχει ανοίξει ακόμη τις ψηφιακές του πύλες στους χρήστες, επομένως δεν μπορεί να υπάρξει επίσημη αξιολόγηση της λειτουργίας του. Διαθέτει, ωστόσο, όλες τις προδιαγραφές για να πετύχει, καθώς και ένα σημαντικό πλεονέκτημα: την προηγούμενη εμπειρία του τεχνικού προσωπικού υποστήριξης της ΕΔΥΤΕ σε αντίστοιχα συστήματα.
Η κατάταξη στην 31η θέση της λίστας Top500 είναι ασφαλώς ενδεικτική της ισχύος του, δεν αποτελεί όμως από μόνη της εγγύηση επιτυχίας. Η πραγματική απόδοση ενός υπερυπολογιστή εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Καθοριστικό ρόλο παίζει η ποιότητα του κώδικα που θα εκτελέσουν οι επιστήμονες και οι χρήστες, διαδικασία η οποία συχνά απαιτεί μακρόχρονη και απαιτητική εκπαίδευση.
Εξίσου δύσκολη είναι η κατανομή των πόρων, ώστε να μπορούν να εκτελούνται υπολογιστικά φορτία με διαφορετικές ή ακόμη και αντικρουόμενες ανάγκες. Η επιλογή των έργων που θα φιλοξενηθούν απαιτεί διαφανείς και προσεκτικές διαδικασίες, καθώς οι ανάγκες της ερευνητικής κοινότητας είναι πολλές και δεν είναι πάντοτε επαρκώς προσδιορισμένες ως προς το μέγεθος των απαιτούμενων πόρων. Παράλληλα, η συντήρηση και η βιωσιμότητα ενός τέτοιου έργου προϋποθέτουν μακροχρόνιο σχεδιασμό.
Κρίσιμο ζήτημα είναι και η εκπαίδευση των χρηστών. Η πρακτική αξιοποίηση των υπερυπολογιστικών συστημάτων θα πρέπει να ενσωματωθεί στα ακαδημαϊκά προγράμματα, όχι μόνο σε μεταπτυχιακό ή διδακτορικό επίπεδο, αλλά ήδη από τις προπτυχιακές σπουδές. Σήμερα, μεταπτυχιακοί και (μετα)διδακτορικοί φοιτητές εκπαιδεύονται συχνά μέσα από βραχύβια μαθήματα, τα οποία μεταδίδουν βασικές και προχωρημένες τεχνικές χρήσης, δεν αρκούν όμως για την απόκτηση εμπειρίας σε ζητήματα όπως η κατανομή πόρων και η βελτιστοποίηση των παραμέτρων.
Το αποτέλεσμα είναι αρκετοί ερευνητές να σπαταλούν μέρος του διαθέσιμου υπολογιστικού χρόνου εξαιτίας λαθών που σχετίζονται με την κατανόηση σύνθετων τεχνικών λεπτομερειών. Και τα λάθη αυτά έχουν κόστος, καθώς η χρήση των συστημάτων είναι ιδιαίτερα δαπανηρή.
Η εμπειρία χωρών όπως η Ελβετία, το Ην. Βασίλειο, η Γερμανία, η Νορβηγία και η Σουηδία δείχνει ότι η επιτυχία δεν βασίζεται μόνο σε έναν κεντρικό υπερυπολογιστή. Σε πολλές περιπτώσεις λειτουργεί ένα δίκτυο μικρότερων συστημάτων σε περιφερειακά πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα. Οι υποδομές αυτές επιτρέπουν στους ερευνητές να δοκιμάζουν τα φορτία τους πριν τα μεταφέρουν σε μεγαλύτερη κλίμακα, αποκτώντας πολύτιμη εμπειρία και περιορίζοντας τη σπατάλη υπολογιστικών πόρων.
Τη λογική αυτή ακολουθεί και το ΕΜΠ με τον «Ίκαρο», ένα μικρότερης κλίμακας σύστημα, αρχιτεκτονικά συμβατό με τον «Δαίδαλο». Παρ’ όλα αυτά, σήμερα δεν διακρίνεται μια επαρκώς συντονισμένη εθνική στρατηγική για τη συστηματική ενσωμάτωση της πρακτικής χρήσης υπερυπολογιστών στα προπτυχιακά προγράμματα των Πολυτεχνικών Σχολών και των Τμημάτων Θετικών Επιστημών.
Δεν αρκεί η επένδυση στο υλικό. Χρειάζεται ανάλογη προσπάθεια για την ανάπτυξη του ανθρώπινου δυναμικού που θα κληθεί να αξιοποιήσει αυτά τα πολύτιμα, αλλά και ακριβά, συστήματα. Απαραίτητη είναι επίσης η ύπαρξη εξειδικευμένων μηχανικών και επιστημόνων υπολογιστικών εφαρμογών, οι οποίοι θα υποστηρίζουν τους χρήστες στη βελτιστοποίηση των υπολογιστικών φορτίων. Η επιτυχία ενός HPC κέντρου εξαρτάται τόσο από την ποιότητα του εξοπλισμού και των χρηστών όσο και από τη δυνατότητα διατήρησης και ανάπτυξης υψηλού επιπέδου τεχνικής τεχνογνωσίας.
Η Ελλάδα οφείλει να κάνει πιο έξυπνες επιλογές και στη στρατηγική προκήρυξης των επόμενων έργων. Δεν αμφισβητείται η αρτιότητα των τεχνικών προδιαγραφών του «Δαίδαλου» ούτε η ποιότητα του κατασκευαστή του. Σε μια περίοδο, όμως, αυξανόμενων γεωπολιτικών πιέσεων και αναταράξεων στην εφοδιαστική αλυσίδα, η κυριαρχία και ο έλεγχος των ψηφιακών υποδομών (digital infrastructure sovereignty) αποτελούν στόχο καίριας σημασίας.
Είναι αναμφίβολα θετικό ότι η ΕΔΥΤΕ ελέγχει και λειτουργεί ένα σύστημα τέτοιας κλίμακας σε αμιγώς Ελληνικό Data Center στο Λαύριο. Από την άλλη πλευρά, η μακροχρόνια συντήρηση και η διαθεσιμότητα κρίσιμων ανταλλακτικών του «Δαίδαλου» εξαρτώνται σε σημαντικό βαθμό από αμερικανικούς τεχνολογικούς προμηθευτές. Οι ΗΠΑ παραμένουν στρατηγικός σύμμαχος της χώρας, όμως η Ευρώπη λαμβάνει, έστω και με καθυστέρηση, μέτρα για την ενίσχυση της αυτονομίας της.
Η διαθεσιμότητα εξαρτημάτων για ψηφιακές υποδομές έχει ήδη διαταραχθεί, ενώ οι τιμές και οι χρόνοι παράδοσης για μνήμες RAM και GPUs, που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία τέτοιων συστημάτων, αυξάνονται δραματικά. Οι μελλοντικές υλοποιήσεις μεγάλων υπερυπολογιστών εθνικής κλίμακας, αλλά και των μικρότερων υποστηρικτικών συστημάτων, θα πρέπει επομένως να δώσουν μεγαλύτερο βάρος σε ευρωπαϊκές εταιρείες, συμβάλλοντας σταδιακά στην ενίσχυση της ευρωπαϊκής τεχνολογικής αυτονομίας.
Ο «Δαίδαλος» είναι μια σημαντική και αναγκαία επένδυση στην επιστημονική και τεχνολογική υποδομή της χώρας, η οποία αξίζει να αναγνωριστεί ανεξάρτητα από πολιτικές προτιμήσεις. Η τελική του αξιολόγηση δεν θα κριθεί μόνο από την υπολογιστική ισχύ ή τη θέση του στις διεθνείς κατατάξεις. Θα κριθεί από την επιστημονική παραγωγή που θα ενισχύσει, την αποτελεσματικότητα της λειτουργίας του και την τεχνογνωσία που θα αναπτύξει η Ελλάδα γύρω από αυτόν. Είναι ένα σημαντικό βήμα· το ζητούμενο είναι να ενταχθεί σε μια συνεκτική, μακροχρόνια εθνική στρατηγική για την Υπολογιστική Υψηλών Επιδόσεων, την εκπαίδευση και την τεχνολογική αυτονομία.
*Ο Γιώργος Μαγκλάρας είναι επικεφαλής μηχανικός υπερυπολογιστικών συστημάτων της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας της Νορβηγίας και ερευνητής/σύμβουλος κυβερνοασφάλειας της εταιρείας Steelcyber Scientific. Είναι Συνεργαζόμενος Εκπαιδευτής του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής. Στο παρελθόν έχει διατελέσει σύμβουλος των εταιρειών HPE και IBM με αντικείμενο τα υπερυπολογιστικά συστήματα. Υπήρξε μέλος της ομάδας μηχανικών υλοποίησης, διαχείρισης και τεχνικής υποστήριξης του εθνικού υπερυπολογιστή Abel στο Πανεπιστήμιο του Όσλο της Νορβηγίας. Ολοκλήρωσε Μεταπτυχιακό και Διδακτορικό στην Πληροφορική στο Πανεπιστήμιο του Πλύμουθ του Ην. Βασιλείου.
