Duurzame rekenkracht voor baanbrekend onderzoek

Wat is precies een supercomputer?
Karin Voets: “Eigenlijk is dat gewoon een cluster van rekenkracht. Maar het criterium waaraan een computersysteem moet beantwoorden om zo te worden genoemd schuift voortdurend op; wat gisteren nog een supercomputer was, is dat vandaag vaak al niet meer. Om je een idee te geven: een moderne smartphone heeft meer rekenkracht dan een supercomputer uit de jaren 80.” 
Ward Poelmans: “Je zou een supercomputer kunnen zien als een verzameling van verschillende computers die via een heel snel intern netwerk verbonden zijn en samenwerken. Een supercomputer is daardoor immens veel krachtiger dan een laptop.” 

Dit is niet de eerste Tier-1 supercomputer die we in Vlaanderen hebben staan, maar wel de eerste keer dat die door de VUB zal worden beheerd. Hoe ging dat in zijn werk?
Voets: “Precies omdat de technologie zo snel evolueert, moet er om de zoveel jaar een nieuwe supercomputer worden aangekocht. Na een aantal jaren is het economisch namelijk niet interessant meer omdat het energieverbruik te hoog is in vergelijking met de geleverde rekenkracht. Om de zes jaar wordt er een nieuwe supercomputer gefinancierd en de universiteiten kunnen zich kandidaat stellen om het toestel te bouwen en te hosten.  In het verleden mochten de universiteiten van Gent en Leuven die voor hun rekening nemen, maar de laatste gunning werd toegekend aan de VUB.”

Hoe is de VUB daarin geslaagd?
Karin: “We hadden een sterk dossier ingediend, met als troef de omgeving waarin deze nieuwe supercomputer wordt gehuisvest: het Nexus-datacenter op het Researchpark Zellik van de VUB. Dit is een state of-the-art datacenter dat heel goed uitgerust is om een moderne supercomputer in te installeren. Je moet weten dat de huidige generatie supercomputers veel meer GPU’s bevat dan vroeger – graphic processing units. Die waren origineel enkel van groot belang voor computergames, maar ze blijken ook uitstekend geschikt voor het soort berekeningen die nodig zijn voor AI-toepassingen. Deze GPU’s gebruiken echter enorm veel elektriciteit, waardoor ze ook veel meer koeling nodig hebben. In die mate zelfs dat gewoon koele lucht aanvoeren en warme lucht afvoeren – zoals gebruikelijk is in datacenters – niet meer volstaat. Je hebt water en andere vloeistoffen nodig om die klus te klaren. Dat vraagt een heel nieuwe infrastructuur – je kunt een bestaand datacenter niet zomaar geschikt maken voor die vorm van koeling. Ons datacenter is precies gebouwd om de servers die hier staan op die manier te koelen, en dat bleek een heel belangrijke troef.” 

Karin: “Er zullen geen diensten of toepassingen op draaien, maar de supercomputer zal wel dienen om modellen te ontwikkelen die tot interessante innovaties kunnen leiden. Dat gaat van het maken van AI-modellen om defecten in staalkabels tijdig op te sporen tot simulaties van waterlopen en weermodellen om te kunnen voorspellen waar er een mogelijk risico is op een nieuwe waterbom, enzovoort. We hebben al voorbeelden gezien van bedrijven die op deze manier hun simulaties tot tien keer sneller kunnen uitvoeren.” 

Hoeveel heeft deze supercomputer gekost? 
Karin: “Het budget dat de Vlaamse regering hiervoor heeft uitgetrokken bedraagt 8,6 miljoen euro, met een geplande uitbreiding van 3 miljoen euro in 2027. Er is ook rekening gehouden met de nood aan upgrades om te vermijden dat we te snel met een systeem zitten dat verouderd is.” 

Supercomputers en datacenters staan erom bekend dat ze enorm veel stroom verbruiken – is dat nog te verantwoorden in tijden van klimaatverandering? 
Karin: “Duurzaamheid stond voor de VUB van in het begin centraal in het project. We hebben dit vertaald naar vier pijlers. Ten eerste heb je de supercomputer zelf. Bij de gunning van het contract speelde duurzaamheid een doorslaggevende rol. Dat is een van de redenen waarom het Japanse concern NEC het contract uiteindelijk binnenhaalde. Zij konden namelijk de hoogste hoeveelheid rekenkracht bieden voor het laagste energieverbruik.

"Naast de Vlaamse universiteiten staat de Tier 1 ook ter beschikking van de bedrijfswereld voor R&D en innovatie"

Een tweede pijler is de huisvesting, het datacenter dus. De Power Usage Effectiveness (PUE) van ons datacenter schommelt rond de 1,2 - wat betekent dat je voor elke kilowatt aan IT-belasting nog 0,2 kilowatt nodig hebt voor de koeling en alle andere infrastructuur. Het is daarmee een van de meest energiezuinige datacenters in België.
Ten derde leveren we ook stevige inspanningen om de supercomputer maximaal te benutten. Naast de Vlaamse universiteiten staat de Tier 1 ook ter beschikking van de bedrijfswereld voor R&D en innovatie. Om de supercomputer maximaal te benutten, streven we naar een bezetting van 80 procent. Een kleine marge is nodig om lange wachtrijen voor onderzoekers en rekenopdrachten te vermijden. En tot slot moeten ook onze gebruikers hun rol spelen: we gaan hen inzicht geven in het stroomverbruik van hun rekenopdracht, zodat ze de challenge kunnen aangaan om ook hun opdracht zo energie-efficiënt mogelijk te schrijven. Je kunt daar bij het ontwikkelen van je algoritme namelijk rekening mee houden - een nieuw domein dat green coding genoemd wordt.” 

Tot slot: de supercomputer kreeg de naam Sofia mee – dat is natuurlijk Grieks voor ‘wijsheid’, maar is dat ook de reden waarom deze naam werd gekozen?
Ward: “Dat klopt, maar daarnaast zien we de supercomputer ook als een lichtbaken dat ons naar de waarheid gidst, wat dan weer verwijst naar een van de basiswaarden van de VUB. Kennis hoort niet thuis in de duisternis, maar moet vrij toegankelijk zijn en gedeeld worden om de mensheid vooruit te helpen. Vandaar ook de grote zon die op de kasten afgebeeld staat.”