Suomen uusin supertietokone käsittelee satatuhatta miljardia laskutoimitusta sekunnissa

Tietojenkäsittelyssä on toteutunut todellinen hyperinflaatio. Suomen ensimmäinen tietokone ESKO pystyi tekemään 20 laskutoimitusta sekunnissa. Sen uusin jälkeläinen vihittiin käyttöön perjantaina. Cray XT4/XT5 on 5000 miljardia kertaa ESKOa tehokkaampi.

Cray XT4/XT5 suoriutuu sekunissa noin 100000000000000 laskutoimituksesta. Jos ESKO olisi ollut täydellä höyryllä käytössä koko 50-vuotisen ikänsä, se olisi ehtinyt puskuttaa saman verran kuin uusi Cray tekee alle tuhannesosasekunnissa.

Uusi Cray on pystytetty CSC:hen, Tieteen tietotekniikan keskukseen, Espoon Keilaniemeen. Kun XT4:ään lisätään kaksi XT5-yksikköä, uusi supertietokone on alallaan paitsi Pohjoismaiden nopein, myös Euroopan kärkiluokkaa.

XT5 on valittu yhdeksi testattavaksi prototyypiksi EU:n rahoittamassa PRACE-hankkeessa. Siinä on mukana 16 maata ja tavoitteena on luoda yleiseurooppalainen suurteholaskentapalvelu, joka koostuu supertietokonekeskuksista. Satoja miljoonia euroja maksavan palvelun on tarkoitus olla eurooppalaisten tutkijoiden täydessä käytössä parin vuoden kuluessa.

Haukkuu
hintansa?

Uuden koneen hankinta Keilaniemeen on kohtuullinen investointi (noin 10 miljoonaa euroa), mutta sen toivotaan haukkuvan hintansa, sillä CSC haluaa pysyä mukana kovilla eurooppalaisilla markkinoilla. Siihen on hyvät mahdollisuudet, sillä CSC on Pohjois-Euroopan suurin tieteellisen laskennan keskus. Ruotsissa ja Norjassa on puolikymmentä pienempää keskusta molemmissa, Tanskassa ei ollenkaan.
CSC:n Cray-supertietokone eli tuttujen kesken Louhi asustaa ilmastoidussa ja pelkistetyssä Pohja-konesalissa Espoon Keilaniemessä. Louhi sisältää aiemman XT4-osan ja uuden XT5-osan, joissa on yhteensä 9424 laskentaydintä. Muistia niissä on kaikkiaan 10,3 TB (terabittiä) ja suorittimien kellotaajuus on 2,3 gigahertsiä, eli ne ehtivät suorittaa sekunnissa 2,3 miljardia tilanvaihdosta.

Markkinat tarkoittavat yhä monimutkaisemmaksi käyvää tieteentekoa, jossa tehontarpeen ylärajaa ei ole näkyvissä.

CSC:n palveluja ovat muun muassa mallinnus, laskenta ja tietopalvelut, joissa kaikissa vaatimukset kasvavat räjähdysmäisesti, kun tutkitaan esimerkiksi säätiloja, ilmastonmuutosta, materiaalien ominaisuuksia, geenejä ja nanoteknologiaa. Niissä kaikissa muuttujia on aivan tolkuttomasti, ja lisää etsitään kun vain värkeissä on varaa. Asiakkaina ovat yliopistot, tutkimuslaitokset ja yritykset.

Tulevaisuudessa CSC:n koneisiin on tarkoitus säilöä myös esimerkiksi Yleisradion digitaaliset televisio- ja radio-ohjelmat.

Oman sarjansa mahdollisessa asiakaskunnassa muodostavat tieteen superkeskukset, kuten maailmankaikkeuden syntyä ja rakennetta selvittävä hiukkasfysiikkakeskus CERN, fuusiovoimalaa rakentava maailmanlaajuinen ITER, avaruusjärjestöt ESA ja ESO sekä Euroopan molekyylibiologian tutkimuskeskus EMBL, jotka nekin tarvitsevat aina vain suurempia tietojenkäsittelytehoja.

Ne ostavat palveluja sieltä, mistä niitä on saatavissa.

Myös supertietokoneissa toimii edelleen sama laki kuin pienemmissäkin myllyissä: teho kaksinkertaistuu puolessatoista vuodessa. Eräs huipputieteen raamattu on supertietokoneiden Top500-lista, jossa on oltava kärkipäässä, mikäli aikoo menestyä. Onpa uusi kone kuinka tehokas tahansa, sen sijoitus listalla alkaa valua alaspäin melko nopeasti, ja kohta sitä on taas täydennettävä. Näin on käynyt ja käy myös CSC:ssä.
Linkki isompaan kuvaan – tai kaksoisklikkaa kuvaa yllä.

Cray XT4/XT5 nousee maailman sadan tehokkaimman supertietokoneen joukkoon, mutta se on uudistettava noin neljässä vuodessa. Suurin osa maailman kärkikoneista on Yhdysvalloissa. Eurooppa kuuluu “hyvään keskikastiin”, samoin Japani ja Etelä-Korea.

“Crayn laajennus takaa suomalaiselle tutkimukselle kilpailukykyisen laskentakapasiteetin muutamaksi vuodeksi eteenpäin ja vankan aseman eurooppalaisessa yhteistyössä ja kansainvälisessä kilpailussa”, sanoo CSC:n toimitusjohtaja Kimmo Koski.

Tulevaisuudessa pyritään vieläkin pitemmälle. Laskentakeskuksen Visio2012-ohjelmassa etsitään uusia sovelluksia muun muassa kylmätutkimuksesta ja kansainvälisistä suurhankkeista.

“Isot myllyt tietävät isompaa tiedettä. Tavoitteena on, että vuoteen 2012 mennessä tai aikaisemminkin CSC on keskeinen tietotekniikan osaaja Euroopan tutkimusjärjestelmässä”, Koski sanoo.

Supertietokoneen
työnäyte

CSC:n supertietokoneella on simuloitu muun muassa ionikanavien noin 120000 atomin toimintaa yli yhden mikrosekunnin ajalta Ilpo Vattulaisen ja Erik Lindahlin tutkimuksessa.
Ionikanavat vaikuttavat muun muassa hermojärjestelmään, energian varastointiin, lihaskoordinaatioon ja sydämen toimintaan. Simuloinnilla saatiin merkittävää uutta tietoa solukalvojen tutkimiseen.

Mikä
CSC?

CSC – Tieteen tietotekniikan keskus Oy on opetusministeriön hallinnoima, voittoa tavoittelematon osakeyhtiö, jonka palveluita tutkijat voivat käyttää Funet-tietoliikenneyhteyksien kautta.

CSC:ssä työskentelee noin 170 ihmistä, ja yhtiön liikevaihto on noin 20 miljoonaa euroa.

Tietosuutarien
ESKO

“ESKOSTA UUSI SAMPO”, ennakoi Suomen Kuvalehti kansijutussaan maaliskuussa 1958 (SK 11/1958) ja oli tapansa mukaan aika lailla oikeassa.

Yhä tänäkin päivänä ESKOa pidetään maamme ensimmäisenä tietokoneena ja uranuurtajana sille kehitykselle, josta sittemmin syntyi Suomeen uusi “Sampo”, joka tosin tunnetaan nimellä Nokia.

Alla on Suomen Kuvalehden kansi ja ESKOsta tehty juttuaukeama (pdf). Kuvia kaksoisklikkaamalla tai kuvien alla olevista linkistä näet kuvat isompina.

Linkki isompaan kansikuvaan

Linkki juttuaukeamaan (pdf, SK 11/1958)

ESKO oli ainakin ensimmäinen Suomessa rakennettu tietokone. Sitä oli puuhattu Teknillisessä korkeakoulussa matematiikkakonekomitean johdolla jo vuodesta 1954 lähtien saksalaisen mallin pohjalta. Ensimmäiseksi toimivaksi “matematiikkakoneeksi” tosin ehti Postipankin 1958 hankkima IBM 650 eli Ensi.

ESKO valmistui lopullisesti vasta vuonna 1960.

Virallisen nimensä koko komeudessaan Elektroninen SarjaKOmpuutteri kone sai vasta sen jälkeen, kun sille oli ensin keksitty mukava suomalainen nimitys ESKO, ehkä Nummisuutareista.

Kieltämättä siinä olikin samantapaisia luonteenpiirteitä: nykykoneisiin ja aikalaisiinsakin verrattuna ESKO-rukka oli aika tollo ja kömpelö, tolkuttoman hidas, virheherkkä ja jo alun perin vanhanaikainen. Kuitenkin sillä tehtiin muutamia vuosia ohjelmointitöitä ja laskettiin muun muassa ammusten lentoratoja puolustusvoimissa.

Nykyisin ESKO on eläkkeellä Tekniikan museossa Helsingissä.

Teksti
Jukka Ukkola

Kuvat
CSC
Suomen Kuvalehden arkisto