Hyperrychlost pro super spolehlivost

Rosatom vyvíjí a používá superpočítače schopné provést stovky trilionů operací za sekundu. Moderní jaderné elektrárny musejí být schopny vydržet mimořádné události, které statisticky přicházejí jednou za milion let. Aby bylo možné zajistit tak vysokou spolehlivost elektrárny, jsou nezbytné superpočítače, které zpracovávají informace s dosud nevídanou rychlostí - stovky biliard operací za sekundu. A to není konečné číslo. Jedním z nejambicióznějších projektů je superpočítač ruského výzkumného centra VNIIEF (patří do struktury korporace pro atomovou energii Rosatom), který dosahuje absolutně nové úrovně výkonu – tisíc biliard operací za sekundu.

Superpočítače pro jádro

Složitost jaderné elektrárny roste nejen s výkonem, ale především s vývojem požadavků na bezpečnost provozu. Nová softwarová řešení umožňují minimalizovat množství chyb při projektování nového bloku, usnadňují plánování postupu výstav- by a další fáze jeho životního cyklu. Navíc je díky nim možné simulovat průběh hypotetické vážné havárie a na základě pozorování reakce elektrárny zlepšovat její bezpečnost a připravenost na zvládnutí vážných mimořádných událostí.

Investice do vývoje

Běžné počítače, i ty nejvýkonnější, nedokážou zajistit tak velkou rychlost zpracování informací, která umožňuje projektovat jaderné elektrárny. Proto dodavatelé jaderných elektráren, včetně ruské korporace pro atomovou energii Rosatom, investují do vývoje nových superpočítačů. Vývoj v této oblasti jde velmi rychle kupředu, například v roce 2011 spustil ústav VNIIEF (Všeruský výzkumný ústav experimentální fyziky) superpočítač o výkonu 1 petaflops, který byl dvanáctým nejvýkonnějším počítačem na světě. První místo v té době zaujímal japonský superpočítač o výkonu 10,5 petaflops. Dnes ruský průmysl používá běžně počítače o výkonu 320 petaflops a v ústavu VNIIEF probíhá vývoj zařízení, které by překročilo dosud nepřekonanou hranici 1 exaflops.

Biliony operací za sekundu

Příkladem výpočetního centra používaného v oblasti jádra je výzkumný ústav NIKIET (Výzkumný a konstrukční institut energetické techniky), který se zabývá vývojem nových typů jaderných reaktorů a patří do struktury Rosatomu. Superpočítače jsou zde používány k modelování fyzikálních jevů v oblasti pevnosti materiálů, hydrodynamiky a termodynamiky. Nachází se zde 20 modulárních serverů (celkově 400 výpočetních uzlů) o celkovém výkonu 128 teraflops (tedy 128 bilionů operací za sekundu). Toto zařízení je napájeno dvěma 600kW zdroji elektřiny, které jsou zálohovány dieselgenerátory. „NIKIET se zabývá vývojem principiálně nových jaderných reaktorů, které nemají ve světě obdoby. Naši odborníci proto dělají mnoho věcí vůbec poprvé a to vyžaduje provádění obrovského množství experimentálních i výpočetních prací,“ říká zástupce hlavního konstruktéra pro výzkum a vývoj ústavu NIKIET Aleksandr Lopatkin. „Nové výpočetní centrum jsme začali stavět proto, abychom mohli na vysoké technické úrovni provádět výpočty v rámci projektů, jimiž se zabýváme, včetně mezinárodního projektu ITER a vývoje rychlých reaktorů MBIR a BREST-300. Díky němu budeme moci přejít od dosud používaných metod ke složitým moderním trojrozměrným softwarovým řešením, která v jednom výpočtu řeší neutroniku, termohydrauliku i pevnost. Navíc umožňuje brát v úvahu složité fyzikální jevy, které se vzájemně ovlivňují. To vše má pro nás velký ekonomický přínos, protože nebudeme muset provádět dílčí výpočty a experimentální práce, které jsou nákladné a zabírají mnoho času.“ Rosatom vyrábí kompaktní superpočítače a v polovině roku 2016 dodal 117 těchto zařízení ruským společnostem, jako například ruské drážní společnosti Rossijskije železnyje dorogy nebo výrobci letadel OAK.

Superdatová centra

Dalším příkladem použití superpočítačů je ukládání a správa velkých objemů dat pro firmy nebo státní správu. Tímto oborem se zabývá společnost SAP, která provozuje datová centra od Austrálie po Japonsko. 23. prosince 2014 otevřela tato společnost ve spolupráci s ruskými společnostmi Rostelekom a výzkumným ústavem Kurčatovský institut nové datové centrum. Díky tomuto projektu získaly ruské společnosti všech velikostí a odvětví možnost využívat výhod současných cloudových technologií, jako je snížení nákladů na informační technologie a bezpečné prostředky pro zpracování a ukládání dat.

V současnosti je připravován projekt podobného datového centra v sousedství Kalininské jaderné elektrárny. Výhodu bude mít centrum v zajištění stabilní dodávky levné elektřiny.

Flops je jednotka pro měření výkonu superpočítačů a vyjadřuje jednu operaci s číslem s plovoucí řádovou čárkou za vteřinu. V praxi se používají násobky této jednotky, konkrétně 1 petaflops znamená, že počítač je schopen provést 1 biliardu těchto operací za vteřinu a 1 exaflops je ještě tisíckrát více.

Tiskové materiály Rosatom