Reportáž z nitra alpského superpočítače

Cloud-computing a virtualizace jsou slova, která v mnohém popisují dnešní dobu informačních technologií. Kdo nevirtualizuje, jako by nebyl a kdo nemá v cloudu alespoň jednu fotografii, zaspal dobu přinejmenším o dvacet let.

O to osvěžující jsou ti, kteří hlásají něco jiného. Jdou proti proudu a ostatně i proti nám – médiím, protože i my si docela často zjednodušujeme práci tím, že zopakujeme tolikrát omílanou „pravdu“, až se z ní stane pravda bez uvozovek.

Alpský superpočítač

Vyrazil jsem do Grenoblu, kde sídlí jedna z poboček HP. Není to však ledajaká pobočka, uvnitř totiž najdete větší než malé množství rackových skříní, ventilačních šachet a optických kabelů. Ve francouzském Grenoblu, na úpatí savojských Alp, totiž sídlí hezky česky řečeno benchmarkovací podpůrné regionální centrum HP. Jeho součástí je i malý testovací superpočítač. Místní inženýři jej stále budují, jednou by měl ale nabídnout asi šest tisíc výpočetních jader. Americký Jaguar nebo čínský Tianhe-1 to není, tito veleobři čítají více než sto tisíc jader, ale naši českou Amálku testovací mašinka z Grenoblu položí na lopatky hned několikanásobně. Pro své účely je dostačující a z hlediska efektivity výkonu na jeden server clusteru je na tom dokonce mnohem lépe než výše zmíněný Jaguar Cray XT5.

Zarostlý komplex HP v Grenoblu

Do Grenoblu jsem vyrazil s tím, že se tu tedy asi „benchmarkují“ superpočítače. Naivně jsem si představoval, že zákazník prostě naloží svůj server nebo celý cluster do kamionu, přiveze ho do Grenoblu a místní inženýři na něm spustí standardizovaný test Linpack. Název pobočky trošku klame, ve skutečnosti se zde totiž měří aplikace. Superpočítač je jednoduše řečeno příliš drahá hračka na to, než abyste si ji prostě jen tak nahodile koupili. Přesně v této chvíli se do hry zapojí centrum podobné tomu z jihovýchodní Francie.

Příběh Quinta Industries

Vžijte se na chvíli do role velmi bohatého zákazníka. Můžete být třeba firma, která se živí filmovou postprodukcí. Do této škatulky dnes spadají všechny ty počítačové triky a dokonalé klíčování před zeleným plátnem. Finalizujete film, ve kterém je hromada digitálních retuší a transformací, které běžná grafická mašina bude počítat dlouhé dny. Zrovna jste ale pro Luca Bessona dotočili nový kousek a máte peníze na investice. Zavoláte do HP a zajedete se podívat do Grenoblu. Zde, velmi jednoduše řečeno, vyzkoušíte svůj software na testovacím clusteru, a podle toho se teprve spočítá, jak velký superpočítač budete skutečně potřebovat. Přesně to se zde měří a takových testů v Grenoblu proběhne několik stovek každý rok.

 
Několik jader tvoří procesor. Několik procesorů tvoří výpočetní jednotku. Několik výpočetních jednotek tvoří server. Několik serverů tvoří rackovou skříň. Několik skříní tvoří superpočítačový cluster. To vše je třeba propojit nějakou rychlou komunikační sítí. Nejlépe optickou. Zatím se používá jen mezi servery/racky v rámci clusteru, cílem by ale jednou měla být totální optická komunikace až na úroveň procesoru.

Příběh s postprodukční firmou je pravdivý. Společnost se jmenuje Quinta Industries, a i když ji pravděpodobně neznáte, stojí třeba za všemi postprodukčními efekty Amélie z Montmartru a právě filmy Luca Bessona. V Grenoblu se vedle Quinty radili i inženýři z ženevské vědecké megapole CERN (konkrétně vědci z projektu ALICE) nebo třeba jistý Dr. Chris Jones z tak trochu tajemné společnosti CRS4, která se zabývá mimo jiné genetickým výzkumem a Jones se všem přítomným novinářům pochlubil, že mohl díky novým clusterům „vypočítat“ detailní genetický profil prakticky pro celé obyvatelstvo Sardinie (těm, kteří viděli film Gattaca, už jistě zamrzl úsměv ve tváři). Stejně tajmená byla i videoprezentace CRS4, která má prsty snad ve všem a tak trošku mi připomínala DHARMA initiative (fanoušci seriálu Lost už ví). Teď už ale raději zase fakta.

Chceme tě, Česko!

Testovací centrum v Grenoblu musí přirozeně procházet permanentní modernizací, každý rok se totiž na trhu objeví něco nového. Hlavní testovací superpočítač se tedy těší modernizaci až dvakrát do roka a už brzy se zde budou testovat i nové technologie úložišť – memristorové paměti. Jak mi potvrdil Xavier Poisson, šéf prodeje divize HPC & cloud-computing v regionu EMEA, memristorové průmyslové počítače by se měly v nabídce HP objevit už do dvou let.

Živá diagnóza stavu testovacího clusteru

Poissona jsem se pochopitelně zeptal i na „malé“ Česko. Může zde mít HP vůbec nějaké vážnější clusterové zákazníky? Prý může, „východ“ je totiž stále půda neoraná, kde se mnohdy angažují místní výrobci se svými v podstatě rukodělnými „state of the art“ počítači. Do této kategorie ostatně spadá i medializovaná Amálka.

Google? Cloud-computing? Virtualizace? Ale no tak!

Zajímavější ale byla druhá odpověď. Odpověď na otázku, jestli se HP nebojí, že si brzy obrovský kus z tržního koláče ukousnou internetová datová centra, která mohou drobnějším zákazníkům nabízet potenciálně levnější výkon „v cloudu“. Na tomto principu je postavený Windows Azure, Google AppEngine, služby Amazonu a další. Ostatně i zmíněný Google nedávno představil vědecký grant, v rámci kterého poskytne akademickým zájemcům skutečný superpočítačový výkon na svých centrech a zprostředkovaný na dálku – skrze internet – v některé z jeho technických poboček.

 
Konečně pohled na jeden z bloků clusteru. Za mnou je další a třetí pokračuje vlevo
Cluster jako celek jsem bohužel vzhledem ke stísněným podmínkám vyfotit nemohl

Poisson nejprve mávl rukou a konstatoval, že HP je jednička na trhu a tudíž ovládá i trh s počítači, které najdete v datových internetových centrech. Když jsem namítl, že si (nejen) Google přeci svoje internetové „bunkry“ staví vlastnoručně, Poisson zbrunátněl a odpověděl, že jen blázen by svá kritická data hostoval kdesi na pomalém internetu. A pak už to šlo ráz naráz.

I když se HP pochopitelně angažuje i ve světě cloud-computingu, Xavier Poisson se nechal slyšet, že cloud-computing dnešních dnů se hodí skutečně maximálně tak pro ty webové služby a je nesmyslné na něj spoléhat u skutečného výpočetního výkonu. Hlavní překážkou totiž bude vždy naprosto otřesná latence a to i u těch nejrychlejších internetových sítí. Poisson byl neoblomný i u internetových gridů, které k výpočtům používají sdílený výkon tisíců běžných počítačů (ty dnes představují potenciálně nejrychlejší stroje planety, jsou ale příliš asynchronní).

 
Vedle kvalitního spojení je důležité i chlazení. Tento testovací cluster si ale vystačí s aerodynamikou

Stejným způsobem smetl ze stolu další téma posledních let – virtualizaci: „Ne, nebudeme přece virtualizovat, když je to tak pomalé. Možná jednou, za pár let.“ Od člověka, jehož zájmem je především to, abyste si namísto toho virtuálního koupili server železný – s logem HP, to vše lze pochopitelně čekat. Na druhou stranu, a to je třeba opět zopakovat, HP drží trh s HPC (průmyslové superpočítače) a byl by tedy logicky dodavatelem i těch serverů a clusterů, na kterých budou ostatní spouštět desetinásobek virtuálních serverů. Poissonova odpověď tedy byla v dnešních reáliích skoro až kacířská, šla proti proudu a o to byla zajímavější a k zamyšlení.

Teď to tady vytáhnu a v CERNu se zastaví urychlovač LHC

Tím v podstatě cesta do Grenoblu skončila. V tuto chvíli už pod zasněženými vrcholky alpských štítů opět hučí testovací superpočítač na plné obrátky a kdosi z okolí na něm testuje, jestli bude jeho C++ kód efektivnější s 5 000 jádry CPU a 760 jádry GPU, nebo třeba pouze s Xeony. To je už ale zase jiný příběh. Pokud vám ten můj nestačil, podrobnější reportáž najdete v příští příloze Connect časopisu Computer.