Кирил Кирилов, оперативен директор на суперкомпютъра Discoverer: Искаме да задържим младите в България

Кирил Кирилов е оперативен директор на консорциума „Петаксейл суперкомпютър – България“. Работил е повече от 20 г. във финансовия сектор като мениджър по технологично управление на бизнеса, както и в областта на високопроизводителните изчисления, киберсигурността и дигитализацията на компании. Участвал е в големи международни проекти, насочени към големи бази данни и инфраструктура в сектора на информационните технологии. Работи по проекта за създаване на българския суперкомпютър Discoverer от самото начало на реализацията на дейностите по инсталиране на машината и по въвеждането ѝ в експлоатация.

– Г-н Кирилов, започва надграждането на българския петаскейл суперкомпютър Discoverer. Какви нови функционалности ще бъдат осигурени?

– Discoverer е не само български, а и регионален проект. Част е от Съвместното предприятие за европейски високопроизводителни изчислителни технологии (EuroHPC). Организацията разполага с 3 преекзаскейл машини, 5 петаскейл машини, т.е. като българския суперкомпютър, а в момента се правят и 3 екзаскейл машини. Производителността на суперкомпютрите с измерва в петафлоп – брой операции с плаваща запетая в секунда. Discoverer е петаскейл машина с пикова производителност 6 петафлопа, т.е. можем да прави 6 милиона милиарда операции с плаваща запетая. За сравнение, преекзаскейл машините правят над 100 петафлопа, или над 100 милиона милиарда операции, а екзаскейл машините правят над 1 милиард милиарда операции в секунда.

По европейския проект Digital Europe спечелихме над 3 млн. евро за надграждането на нашия суперкомпютър.

Очаквам до края на годината да сме готови. Планът е да добавим GPU (Graphics Processing Unit) partition с процесор H200 за подобряване на производителността на суперкомпютъра и да инсталираме още две системи за дълговременно съхранение на данни. Едната е Scratch Flash Storage, с която ще може да постигнем скорост от 400 гигабита, което е двойно повече от сегашната. Надграждаме и с много бърз Long Term Storage. Нов UPS (Uninterruptible Power Supply) ще увеличи още отказоустойчивостта на суперкомпютъра.

Това  ще ни позволи да изпълняваме задачи като симулации, които са важни за фирмите. Например за една от тях можем да симулираме сценарий на автономно шофиране, друга има интерес в областта на дигиталните двойници. Сградите могат да се изследват за влиянието на силни земетресения, атентати и други въздействия чрез технологиите, а досега това се правеше на макети. Новите самолети и коли не се тестват вече в аеродинамичен тунел, а на суперкомпютър чрез техни дигитални двойници.

– И в момента правите симулации на суперкомпютъра. Каква е разликата?

– В момента можем да тестваме двойници, но в по-малък мащаб. Например за един проект създадохме двойник на моста на Колю Фичето. За направата на дигитален двойник обектът се облита с дрон, а след това се правят изчисленията и визуализацията. С дигиталните двойници могат да се правят всякакви симулации. Могат и да се взривяват. Например за някой филм, ако искат да използват моста, можем да го изпратим до Холивуд, без някой да е стъпвал в България.

Имахме идея да направим дигитален двойник на Патриаршеската катедрала „Свети Александър Невски“ с цел нейното съхранение, но не намерихме финансиране.

– Как бизнес, научни организации и студенти могат да получат достъп до мощностите на суперкомпютъра, каква е процедурата?

– 65% финансирането на Консорциума е осигурено от българската държава и 35% – от Европейския съюз, затова и работим в същите съотношения за българските компании и учени и за европейските. Има два типа организация на достъп.

Европейските компании без участие на български учени в проекта кандидатстват през сайта на EuroHPC. След това научен комитет проверява дали предложенията имат смисъл, а технически комитет – дали изчисленията могат да се извършат, и посочва на кой суперкомпютър от мрежата на EuroHPC може това да се случи. При българска кандидатура научният съвет разглежда проекта в рамките на 3 – 5 дни и оценява научната му стойност. Ако има такава, той преминава към техническата комисия, която преценява дали е подходящ за нашата платформа.

В момента изпълняваме изчисления с Central Processing Unit (CPU) partition, а след награждането – с Graphic Processor Unit (GPU) partition. Разликата между процесорите е в броя на ядрата. Някои специфични задачи могат да се изчисляват единствено на GPU или само на CPU. Някои задачи за GPU могат да се изчислят и на CPU, но изпълнението им е много по-бавно, с повече енергия и съответно по-скъпо. Затова, ако проектът е чисто GPU, трябва да го пренасочим към други машини. Надграждането ще ни помогне това да не се случва.

Има и трети модел за достъп до Discoverer. За разлика от другите суперкомпютри

в България имаме право да продаваме 20% от капацитета на машината за частни проекти.

Важно е да се отбележи, че дори и частни фирми и организации могат да кандидатстват за безплатно използване на мощността ни. Условието е след това да споделят данните от проекта си и да напишат статия в научно списание.

В момента Европейската комисия ръководи и голям проект за ускоряване  развитието на изкуствения интелект и е решено 20% от ресурсите на всички суперкомпютри да се дават безвъзмездно, дори и след това частните компании да комерсиализират резултата.

– Как се извършва класирането на проектите, които кандидатстват за достъп до Discoverer?

– Първо запълваме капацитета на индустриалния достъп, т.е. фирмите, защото се търси реалната пазарна реализация на продукта, който създават. След това оставащият капацитет е за научните проекти.

В момента фундаменталната наука, която произвежда статии и изследвания, заема по-голяма част. Но научните публикации са изключително важни. За да се реализира продукт на пазара, някой следва да види, че дадена научна разработка му върши работа, да инвестира още време и пари и едва тогава да направи истински продукт, който да бъде предложен на пазара.

Една от главните задачи на Discoverer е да осъществи връзката между учените – фундаменталната наука, стартъпите и фирмите.

Изследователите ни са на много високо ниво и имат уникални разработки, но трудно ги комерсиализират. Ние искаме да подпомогнем това да се промени. Ако няма връзка между учените и частните фирми, много ценни проекти се губят и не могат да видят бял свят.

Наред със създаването на тази връзка за нас е важно да задържим младите в България. А за оставането им ще помогнат ресурсите, с които страната ни разполага – научните лаборатории, суперкомпютрите, възможностите за бизнес. Добра тенденция е, че част от младите хора вече се завръщат в България.

Работим и с българските научни институти. С Института „Големи данни в полза на интелигентното общество“ (GATE) започваме втори съвместен проект. Работим и с Института за компютърни науки, изкуствен интелект и технологии (INSAIT) към Софийския университет и след надграждането на Discoverer очакваме да реализираме съвместни проекти в сферата на изкуствения интелект. Ще можем да обучаваме невронни мрежи, да работим с големи езикови модели, машинно обучение и други изчислителни задачи.

Като цяло, страната ни е добре позиционирана. Като работим всички заедно, нещата се случват. Идеята ни е да създадем общност. За да е успешна дадена дейност, трябва да имаш студенти, инженери, за да поддържат машината, изследователи, които да имат знания и да дават идеи, да имаш професори, които да водят обучения.

– Посещават ви студенти и ученици. Как си сътрудничите с образователните институции?

– По Програма „Еразъм“ водим групи от ученици и студенти. Това е начин да запалим интереса им към суперкомпютрите. В съседните държави няма суперкомпютър от тази величина, най-близкият в региона е в Марибор, Словения. Затова обучаваме и гръцки, хърватски и турски студенти. Идеята е с тези посещения да привлечем  младите хора да се насочат към нашата сфера.

Другата ни цел е да покажем на българските младежи, че не трябва да бъдат задължително в чужбина и да чакат с години, за да ползват суперкомпютър.

Българските студенти чакат около седмица-две, след като кандидатстват, и ако проектът им е одобрен, Discoverer e на тяхно разположение.

Работим с всички големи университети, с БАН. УНСС имат директна оптична връзка до Discoverer и разполагат с инструменти за анализиране на големи бази данни. Правим предварителни калкулации, а техни студенти се занимават с финия анализ. Така те се обучават, правят дипломни работи и докторати.

Последните две години сме част от магистърска програма на Техническия университет в София и преподаваме там. Работим и с Нов български университет.

– Разкажете за проектите, по които работите? В коя сфера са най-често?

– Един от най-силните инструменти на нашия суперкомпютър е „предсказването“ на климатичните изменения. Имаме доста такива проекти. Някои са дългосрочни и по тях се прави прогноза как ще се промени климатът в 5- или 10-годишен план. Те са важни за икономиката, за изхранването. Ако се прогнозира тригодишна суша, трябва да се подберат специални култури, т.е. да се направи цялостна държавна политика.

Правим краткосрочни проекти, по които можем да прогнозираме появата на локални бури. Имаме проект с Ръководство на въздушното движение. Предоставяме им изчислителна мощ, благодарение на техния много опитен екип чрез специални климатични модели се прогнозира времето на пистата – количеството дъжд и силата на вятъра, на участъци от 300 метра. Това се прави четири пъти дневно. Бурята в Царево миналата година беше локална и ако подобно нещо се случи над летището, щетите ще са огромни, ако не са прави тази детайлна и системна прогноза за времето.

– Споделете и за други интересни проекти.

– Много интересен е проектът за замърсяването, основно с азот. При определена температура при сблъсък с други химични съединения във въздуха може да получат отровни съединения. Учените от Българската академия на науките правиха симулация на Discoverer по този проект, използвайки данни от Института в Копенхаген. За да са в полза на хората изчисленията на машината, е нужен екип, който да прави симулациите един-два пъти на ден, и апликация, която да съобщава на хората в лоши дни да не излизат от домовете си. Някои съединения с азот са особено опасни за астматиците. За да се случи това, отново трябват финансиране и човешки ресурс. Има възможности за много проекти, но трябва финансиране.

С колегите от Гърция обсъждаме възможността за съвместна работа относно пристанището в Солун. Те имат докове с инертни материали, които не са покрити. При определена сила и посока на вятъра те се разнасят директно към жилищните квартали. Идеята им е да правим прогнози и те да знаят кога ще духа, за да взимат превантивни мерки.

Имаме проект за обезсоляване на морска вода, което е важно за страни, в които няма достатъчно питейна вода.

Работим  и по проект, свързан с откриването на рибонуклеинови киселини, които се борят с туморните клетки.

Търсят се варианти за усвояване на субстанция от организма, която не може да се поеме чрез хапче или инжекция. Лабораторните тестове в тези случаи са не само скъпи, но  и отнемат 3 – 4 години, за да се види резултатът. И след това процедурата се повтаря. Ние можем да намалим този цикъл на 3 – 4 месеца.

Имаме софтуер с генома на мишки и можем да тестваме различни вещества и подходи за терапия. След като се прецени, че е постигнат позитивен резултат, може да се пристъпи и към тестове с живи мишки.

Работим и по много интересни проекти в областта на 2D-материалите, които са градивните частици на наноботите. Те могат да променят формата и проводимостта си в зависимост от прилагането на различни електромагнитни полета и това е основната задача при тестването им.

Правим изчисления и в сферата на космическите изследвания. В момента работим по тригодишен проект за симулация на сблъсък между две черни дупки.

Имаме 13 цитирания в световноизвестни научни списания, които може да се видят на нашата страница www.discoverer.bg.

Свързани статии:

Проф. д-р Бойка Мирчева, директор на Кирило-Методиевския научен център – БАН: България винаги е защитавала делото на Кирил и Методий Perception and Evaluation of Text from an Interview with a Real Person and an Interview with an Artificial Intelligence Нови програми за неделните училища Пеем и дишаме в хармония