Kalkulatoren som varslet sommerværet

Stallo, Titan, Njord og Hexagon har jobbet på spreng i sommer for å gi deg neste dagers værvarsel. Regnekapasiteten til de fire superdatamaskinene brukes samtidig i en rekke ulike forskningsprosjekter.

Publisert
Større nasjonal tungregnekapasitet bidrar til mer nøyaktige værvarsler og bedre klimaforskning. Uninetts Tore Mauset (til venstre), daglig leder Jacko Koster og Andreas Bach har utviklet kravspesifikasjonene for Norges fire superdatamaskiner. (Foto: GT)
Større nasjonal tungregnekapasitet bidrar til mer nøyaktige værvarsler og bedre klimaforskning. Uninetts Tore Mauset (til venstre), daglig leder Jacko Koster og Andreas Bach har utviklet kravspesifikasjonene for Norges fire superdatamaskiner. (Foto: GT)

Dette er de nasjonale tungregneanleggene:

Titan: Universitetet i Oslo
Njord: NTNU (brukes mest til værvarsling og klimaforskning)
Stallo: Universitetet i Tromsø
Hexagon: Universitetet i Bergen. Denne superdatamaskinen er prosjektets raskeste, og er blant de 100 raskeste maskiner i verden

I egne rom på de fire største universitetene i Norge, ligger tusenvis på tusenvis av miniprosessorer i den ene skaprekken etter den andre.

Til sammen utgjør de fire superdatamaskiner, som er koblet sammen til et nasjonalt nettverk for tungregning.

Beregner sommerværet

Hatt en regnfull sommer i år? Nysgjerrig på resten av sommerværet? Når du sjekker værmeldingen, som mange av oss har gjort i sommer, gjør du det takket være meteorologenes tilgang til datamaskiner med enorm regnekapasitet.

Stor regnekapasitet er ikke bare helt avgjørende for forskningsprosjekter med ekstremt mange tall og data som skal regnes på, det er også avgjørende for værvarselet: Uten det nasjonale tungregneanlegget hadde ikke Meteorologisk Institutt kunnet foreta de meteorologiske beregningene som må til for å kunne forutsi været.

De fire superdatamaskinene kan utføre svært store beregninger på kort tid. Den største av dem, Hexagon ved Universitetet i Bergen, kan utføre 51 billioner flyttallsoperasjoner (FLOPer) per sekund – en veldig rask laptop bruker til sammenligning mer enn tre tusen ganger så lang tid (en time) på samme beregning.

Tung regning – lettere forskning

Denne skaprekken på Universitetet i Bergen huser en av verdens raskeste superdatamaskiner.  Foto: Jan Kåre Wilhelmsen, UiB
Denne skaprekken på Universitetet i Bergen huser en av verdens raskeste superdatamaskiner. Foto: Jan Kåre Wilhelmsen, UiB

Stadig raskere datamaskiner og ny teknologi for å koble dem sammen i funksjonelle nettverk har bidratt til økt regnekapasitet for norske forskere.

I 2008 ble regnekapasiteten tidoblet, og per i dag bruker flere hundre forskere fra i underkant av hundre forskningsprosjekter de fire superdatamaskinene hver dag.

Værvarslingen er bare en brøkdel av aktiviteten, men vær og klima er sentrale forskningsområder.

– Klimaforskning er et typisk område der man trenger kraftige datamaskiner med svært stor regnekraft til å utføre kompliserte beregninger, sier daglig leder Jacko Koster i UNINETT Sigma, som organiserer tungregneprosjektet i Norge.

– Matematiske modeller kan simulere klimaendringer de siste hundre eller tusen årene, og brukes til å si noe om hvordan konsekvensene av menneskets atferd påvirker klimaet, hvordan klimaet er i ferd med å forandre seg og hvilke klimautfordringer verden nå står overfor.

– De norske superdatamaskinene leverte for eksempel modellkjøringer som ligger til grunn for FN klimapanel sine fremtidsberegninger, forteller han.

Språk, økonomi og genforskning

Andre forskningsprosjekter som benytter seg av de store kalkulatorene simulerer for eksempel solatmosfæren for å forstå hvordan energi transporteres ut i solvinden, eller simulerer asteroide-kræsj ved å slynge en virtuell asteroide ned i et fem kilometer dypt hav for å måle hva som vil skje hvis en asteroide treffer jorden.

Molekylær modellering av kjemiske prosesser i menneskekroppen, genforskning, samt modellering av havstrømmer og oljereservoarer gjøres også ved hjelp av tungregneanleggene.

Tungregning får dessuten stadig flere anvendelser på nye områder, for eksempel innenfor språkvitenskap, medisin og økonomi.

– Ny teknologi for å koble sammen flere datamaskiner og databaser i funksjonelle nettverk bidrar også til nye anvendelser.

– Tungregneprosjektet gjør det mulig å slå inn på det som er blitt kalt «den tredje forskningsvei», det vil si beregningsvitenskap, der datasimuleringer kan erstatte dyre eller uetiske laboratorieforsøk, eller supplere eksisterende teorier, sier Koster.

God forskning krever godt verktøy

Mulighet til å foreta store beregninger, lagre og håndtere store mengder data og høyhastighetsnettverk er nøkkelelementer i elektronisk infrastruktur for forskning. Dette er verktøy forskerne trenger for å forske, og siden teknologien er gjenstand for en rivende utvikling, må utstyret stadig oppdateres.

I sin nasjonale strategi for forskningsinfrastruktur peker Forskningsrådet på at det er behov for å investere 700 millioner kroner bare i eInfrastruktur de nærmeste ti årene.

I 2009 ble det lyst ut 400 millioner kroner til forskningsinfrastruktur, deriblant elektronisk infrastruktur.

Det er selskapet Uninett Sigma, som eies av Kunnskapsdepartementet, som koordinerer tungregningen i Norge. Maskinene eies av universitetene. 

Lenke:

Forskningsrådets program: Nasjonal satsing på forskningsinfrastruktur (INFRASTRUKTUR)