ΕΜΠ: Νέα υπολογιστική υποδομή Cloud και HPC για έρευνα, εκπαίδευση και Τεχνητή Νοημοσύνη

Στο πλαίσιο του προγράμματος «Πανεπιστήμια Αριστείας», ολοκληρώθηκε η εγκατάσταση και τίθεται στη διάθεση της Πολυτεχνειακής Κοινότητας μία νέα, σύγχρονη κεντρική υπολογιστική υποδομή τουΕθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, η οποία ενισχύει ουσιαστικά τις δυνατότητες του Ιδρύματος στους τομείς της έρευνας, της εκπαίδευσης και της ανάπτυξης προηγμένων ψηφιακών εφαρμογών.

Η νέα υποδομή αποτελεί σημαντική επένδυση στον ψηφιακό μετασχηματισμό του ΕΜΠ και έχει σχεδιαστεί ώστε να εξυπηρετεί τις συνεχώς αυξανόμενες υπολογιστικές ανάγκες των Σχολών, των Εργαστηρίων και των ερευνητικών ομάδων του Ιδρύματος.

Αναπτύσσεται σε δύο συμπληρωματικούς πυλώνες:

το Ιδιωτικό Υπολογιστικό Νέφος του ΕΜΠ (Cloud) και

την υποδομή Υπολογιστικής Υψηλών Επιδόσεων ICARUS (High-Performance Computing – HPC).

Το Ιδιωτικό Νέφος ΕΜΠ αποτελεί κοινόχρηστο υπολογιστικό πόρο του Ιδρύματος για την υποστήριξη ερευνητικών και εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων και απευθύνεται σε μέλη ΔΕΠ, ερευνητές και σπουδαστές.

Η υπηρεσία βασίζεται στην ανοικτή πλατφόρμα OpenStack και επιτρέπει τη δημιουργία ευέλικτων και κατά απαίτηση υπολογιστικών περιβαλλόντων, ανάλογα με τις ανάγκες κάθε ερευνητικής ή εκπαιδευτικής δραστηριότητας.

Μεταξύ άλλων, παρέχει:

• εικονικές μηχανές, με υπολογιστικούς πόρους που καθορίζονται ανά Project,
• αποθηκευτικό χώρο μέσω volumes, με δυνατότητα δημιουργίας στιγμιοτύπων (snapshots) και επαναφοράς σε προηγούμενο χρονικό σημείο,
• δικτυακές υπηρεσίες, με δυνατότητα χρήσης δημόσιας διεύθυνσης IP και ελεγχόμενης πρόσβασης μέσω ομάδων ασφαλείας.

Η βασική μονάδα οργάνωσης είναι το Project, δηλαδή ένα σύνολο υπολογιστικών, αποθηκευτικών και δικτυακών πόρων με συγκεκριμένη διάρκεια και καθορισμένους διαχειριστές και μέλη.

Προβλέπονται δύο επίπεδα χρήσης: η «Δοκιμαστική Χρήση», η οποία παρέχει άμεσα λειτουργικό περιβάλλον με περιορισμένους πόρους, και η «Παραγωγική Λειτουργία», η οποία απευθύνεται σε ερευνητικά έργα και εργαστήρια και ενεργοποιείται μετά από τεκμηρίωση των αναγκών και αξιολόγηση.

Με τον τρόπο αυτό, οι ερευνητικές ομάδες του ΕΜΠ αποκτούν τη δυνατότητα να αναπτύσσουν και να λειτουργούν εικονικές υπολογιστικές υποδομές χωρίς να απαιτείται η δημιουργία και συντήρηση ανεξάρτητου φυσικού εξοπλισμού για κάθε εφαρμογή.

Περισσότερες πληροφορίες: https://cloud.ntua.gr/

ICARUS – Υπολογιστική Υψηλών Επιδόσεων

Ο δεύτερος πυλώνας είναι το νέο σύστημα ICARUS, η κεντρική υποδομή Υπολογιστικής Υψηλών Επιδόσεων του ΕΜΠ, η οποία προορίζεται για την αντιμετώπιση ιδιαίτερα απαιτητικών επιστημονικών και ερευνητικών προβλημάτων.

Η συστοιχία του HPC ICARUS διαθέτει 24 υπολογιστικούς κόμβους, καθένας από τους οποίους είναι διαμορφωμένος με δύο NVIDIA Grace Hopper (GH200) Superchips, συνθέτοντας συνολικά 48 συνδυασμένες μονάδες CPU–GPU.

Η συνολική υπολογιστική επίδοση του συστήματος είναι άνω των 2 PetaFLOPS σε ακρίβεια υπολογισμών FP64, η οποία τοποθετεί τον ICARUS σε μία εντελώς διαφορετική κλίμακα σε σχέση με τις συμβατικές υπολογιστικές υποδομές επιμέρους ερευνητικών ομάδων.

Η νέα υποδομή μπορεί να υποστηρίξει εφαρμογές όπως:

• εφαρμογές Τεχνητής Νοημοσύνης και Μηχανικής Μάθησης,
• μεγάλης κλίμακας επιστημονικές και αριθμητικές προσομοιώσεις,
• υπολογιστική μηχανική, CFD και πολυφυσικά προβλήματα,
• κλιματική, ενεργειακή και περιβαλλοντική μοντελοποίηση,
• μεγάλης κλίμακας ανάλυση και επεξεργασία δεδομένων,
• εκπαίδευση σύνθετων μοντέλων και νευρωνικών δικτύων,
• εφαρμογές που αξιοποιούν μαζικά παράλληλη επεξεργασία και επιτάχυνση μέσω GPUs.

Ο συνδυασμός της αρχιτεκτονικής Grace Hopper, που ενοποιεί στενά CPU και GPU, με την παράλληλη λειτουργία των 24 κόμβων δημιουργεί μια ιδιαίτερα ισχυρή πλατφόρμα για σύγχρονες επιστημονικές εφαρμογές, στις οποίες η υψηλή υπολογιστική ισχύς και η ταχεία διακίνηση μεγάλου όγκου δεδομένων αποτελούν κρίσιμες απαιτήσεις.

Περισσότερες πληροφορίες: https://hpc.ntua.gr/

Eνα ενιαίο οικοσύστημα Cloud και HPC για την έρευνα αιχμής

Οι δύο υποδομές έχουν διαφορετικό αλλά συμπληρωματικό χαρακτήρα. Το Ιδιωτικό Νέφος προσφέρει ευελιξία στη δημιουργία, παραμετροποίηση και λειτουργία εικονικών υπολογιστικών περιβαλλόντων, ενώ ο ICARUS παρέχει την υψηλή υπολογιστική ισχύ που απαιτούν επιστημονικές εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.

Ο συνδυασμός τους δημιουργεί ένα ολοκληρωμένο κεντρικό οικοσύστημα υπολογιστικών υπηρεσιών, μέσα από το οποίο μπορούν να υποστηριχθούν διαφορετικές φάσεις ενός ερευνητικού κύκλου: από την ανάπτυξη και φιλοξενία εφαρμογών και ερευνητικών υπηρεσιών στο Cloud έως την εκτέλεση μεγάλης κλίμακας παράλληλων υπολογισμών και εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης στο HPC.

Η υποδομή αυτή μπορεί να αξιοποιηθεί οριζόντια από το σύνολο των επιστημονικών περιοχών που θεραπεύει το ΕΜΠ και να λειτουργήσει ως κοινή ερευνητική υποδομή για τη συνεργασία μεταξύ Σχολών και Εργαστηρίων.

Στρατηγική επένδυση στην ερευνητική ικανότητα του ΕΜΠ

Με την επένδυση αυτή, που πραγματοποιήθηκε με χρηματοδότηση από το πρόγραμμα «Πανεπιστήμια Αριστείας», το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο ενισχύει ουσιαστικά την ερευνητική του αυτονομία, την ψηφιακή του υποδομή και τη διεθνή ανταγωνιστικότητά του.

Η διάθεση προηγμένων υπολογιστικών πόρων σε όλη την Πολυτεχνειακή Κοινότητα δημιουργεί νέες δυνατότητες για έρευνα αιχμής, διεπιστημονική συνεργασία, εκπαίδευση σε σύγχρονες τεχνολογίες, ανάπτυξη εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης και συμμετοχή του ΕΜΠ σε μεγάλα εθνικά και ευρωπαϊκά ερευνητικά έργα.

Το Cloud και ο ICARUS δεν αποτελούν απλώς νέα πληροφοριακά συστήματα, αλλά μία νέα κοινή ερευνητική υποδομή του ΕΜΠ, σχεδιασμένη για να υποστηρίζει τις ανάγκες της Πολυτεχνειακής Κοινότητας και να αποτελέσει σημαντικό εργαλείο για την έρευνα και την καινοτομία των επόμενων ετών.