O MareNostrum 5, supercomputador no qual Portugal, através da Fundação para a Ciência e a Tecnologia, detém uma participação de 5%, financiada pelo Plano de Recuperação e Resiliência, vai entrar em fase de produção.
Os interessados em apresentarem manifestações de interesse para aceder à fase de produção do MN5 devem preencher e submeter o formulário simplificado, disponível em formulário de manifestação de interesse, até 9 de setembro.
Antes desta fase, foram enviados para o Barcelona Supercomputing Center, localização do MareNostrum 5, 11 utilizadores nacionais com experiência prévia, pioneiros no teste e otimização dos seus projetos nas 2 maiores partições deste supercomputador.
Thales Silva, investigador no Grupo de Lasers e Plasmas do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, pertencente ao Instituto Superior Técnico, foi um dos primeiros a utilizar o supercomputador, através do acesso experimental ainda em pré-produção.
Numa altura em que esta oportunidade se abre a outros projetos, o investigador com 7 anos de experiência a utilizar computação de alto desempenho, que já recorreu a 10 supercomputadores diferentes na Europa, partilha o seu testemunho sobre o MareNostrum 5.
Antes deste supercomputador, Thales acedeu ao antecessor MareNostrum 4, que qualifica como o seu “supercomputador preferido até hoje”. Nesta máquina, destaca o baixo tempo em que o computador não está acessível, a comunicação clara com os utilizadores quando existem problemas, agilidade e utilidade quando é necessário recorrer ao suporte ao utilizador e organização do software stack”.
“Todos os sistemas que utilizei respondiam com qualidade à maioria desses aspetos, mas poucos se compararam ao MareNostrum 4. Quanto ao MareNostrum 5, a minha perceção é que essa qualidade foi mantida”, refere.
1. Como descreve a sua experiência com o Marenostrum 5 e que recursos utilizou?
A experiência foi muito positiva, especialmente tratando-se de um acesso experimental com a máquina ainda em pré-produção.
Utilizei recursos da partição geral (focada na CPUs) e da partição que usa aceleradores (GPUs) num total de 2 milhões de core hours em CPU e 100 mil gpu hours em GPU.
2. Em que consistem os projetos para o qual recorreu ao Marenostrum 5?
O nosso objetivo primário era testar o código OSIRIS para simulações de plasmas. O nosso grupo é um dos co-desenvolvedores deste código há mais de 20 anos, juntamente com grupos da University of California Los Angeles e, mais recentemente, University of Michigan.
O código é usado por dezenas de grupos e universidades em todo o mundo e é reconhecido pela comunidade científica como a referência para simulações de plasmas, portanto, é importante testarmos o seu desempenho em novas máquinas para garantirmos que está a utilizar todos os recursos das arquiteturas mais modernas.
Estes testes permitem à comunidade que utiliza o OSIRIS confiança na utilização do código no MareNostrum 5, e permite-nos extrapolar o desempenho esperado para outros sistemas com arquitetura e unidades de processamento similares, e assim ajudar outros utilizadores do OSIRIS, que estão a preparar pedidos de tempo computacional em outros computadores.
O OSIRIS também tem uma versão mais recente que usa GPUs para acelerar a parte mais exigente do código. A oportunidade de testar essa versão, especialmente num contexto em que podemos utilizar centenas de GPUs em paralelo para verificar a escalabilidade do código, foi um dos objetivos que conseguimos cumprir.
Adicionalmente, o nosso projeto tem uma componente científica de elevada relevância em física dos plasmas. O plasma é o quarto estado da matéria, em que as temperaturas são tão altas que a imagem de um átomo como eletrões presos em torno dos iões (núcleo) já não existe: as partículas são tão energéticas que não existem ligações diretas entre eletrões e o núcleo. O Sol, por exemplo, encontra-se neste estado da matéria. Enquanto na Terra não é um estado comum, a verdade é que mais de 99% da matéria (visível) no universo está no estado de plasma.
Há muitas questões fundamentais ainda em aberto sobre essa matéria, nomeadamente, a forma como a energia contida no plasma se distribui pelas suas diferentes partículas. Temos colaborado nesse assunto com a University of Oxford, e fizemos simulações de larga escala no MareNostrum 5 para corroborar resultados teóricos que explicam esses padrões na distribuição de energia.
Outra componente científica em que usámos o MareNostrum 5 está relacionada com a emissão de radiação coerente por plasmas. Os plasmas são desorganizados e essa radiação emitida não é coerente (cada partícula emite independentemente das outras). No entanto, há processos que podem levar as partículas do plasma a emitir radiação coerente de alta intensidade. O nosso grupo, como parte da tese de doutoramento do aluno Pablo Bilbao, está a preparar uma série de trabalhos que faz uma conexão entre a radiação observada na Terra e emissão coerente por plasmas astrofísicos.
Um outro trabalho paralelo, em que usei os recursos do MareNostrum 5, consiste em criar condições análogas às desses plasmas astrofísicos que podem emitir radiação coerente em laboratório. Assim, podemos perceber melhor a conexão entre a radiação que observamos na Terra e a radiação coerente emitida por esses plasmas. Um ponto de alta relevância nesse trabalho é a combinação de duas tecnologias: lasers ultra-intensos e computação de alto desempenho.
3. Quais as valias da utilização da capacidade deste supercomputador para os seus projetos?
Em relação à parte científica, podermos correr as simulações de larga escala para os projetos mencionados acima com eficiência.
Um fator ímpar foi que o MareNostrum 5 nos permitiu também testar, pela primeira vez, a versão de GPU do OSIRIS nas GPUs H100. Foi bastante útil para compararmos os resultados e os prós e contras face às GPUs A100 que são mais comuns atualmente em supercomputadores.
4. Que melhorias gostaria de ver implementadas?
Talvez alguns detalhes pequenos, como mostrar quanto tempo computacional e armazenamento o projeto já utilizou ou está a utilizar no ecrã de login.
Existem outras funcionalidades (alguns comandos que podem ser úteis para verificar o status do computador, quantos nós estão idle na partição, etc) que estão desativados por agora, mas que penso ser devido a estar em pré-produção.
5. O que achou do processo de candidatura e de que forma pretende voltar a candidatar-se?
A candidatura foi bastante simples e conveniente. O MareNostrum 5 provavelmente vai estar sempre no topo da minha lista nos próximos anos como o supercomputador que pretendo vir a utilizar e a preparar candidaturas. O mesmo também se aplica ao Deucalion.
Ter ambos computadores disponíveis através de concursos nacionais é de extrema importância para o nosso grupo que precisa desses recursos de computação avançada para uma parte significativa da nossa investigação. No último concurso da RNCA, o nosso grupo obteve três projetos com tempo de computação no Deucalion e no MareNostrum.
6. Recomendaria esta experiência a outros investigadores?
Sem dúvida e até já o fiz: o Prof. Jorge Vieira concorreu a tempo no MareNostrum 5 no último concurso da RNCA depois de eu lhe dizer que estava a utilizar o computador nesse período de pré-produção e que o desempenho do nosso código (OSIRIS) era excelente.
Mais informações sobre a candidatura à fase de produção do MareNostrum 5 em https://rnca.fccn.pt/marenostrum-5/
