W ciągu ostatnich trzech dekad inżynieria i nauka obliczeniowa stopniowo ewoluowała do kluczowego instrumentu prowadzenia badań i rozwoju nowych idei, produktów i usług. Rozumiana dziś jako Trzecia Metodologia, inżynieria i nauka obliczeniowa rozpatrywane są na równi z teorią i eksperymentem. To jest kluczowy element postępu naukowego i przemysłowego, który przetransformował modelowanie i prototypowanie systemów fizycznych z uwzględnieniem tych, które są zbyt duże lub zbyt małe aby rozpatrywać je bezpośrednio. We wszystkich głównych gospodarkach świata, ich użycie stale się zwiększa. To są podstawy nowoczesnego podejścia do badań naukowych, prowadzenia innowacji na gruncie przemysłowym oraz oddziaływania na społeczeństwo. Zwiększenie możliwości dostępu do europejskich superkomputerów o najwyższej dostępnej mocy powinno być zagwarantowane w ramach części narodowych ekosystemów HPC. Biała księga “Scientific Case for Advanced Computing in Europe”, która była przygotowana przez HET (http://www.hpcineuropetaskforce.eu/ HPC for Europe task force) wiosną 2006r, przekonująco prezentuje ambitny scenariusz z ogromnym potencjałem w tej dziedzinie. Badacze z różnych dyscyplin nauki i badań stosowanych włożyło swój wkład do zdefiniowania scenariusza naukowego i są gotowi pobierać korzyści z następnej generacji tej innowacyjnej metodologii. Ponadto, te aktywności silnie wpłynęły na rekomendacje ESFRI dla nowych europejskich infrastruktur badawczych przedstawione w grudniu 2006r. W skrócie, nauka obliczeniowa i inżynieria napędzana dostępem do najlepszych superkomputerów została zademonstrowana co daje potencjał do wpływania na naukę i inżynierię poprzez umiejętność symulacji od podstaw wysoce złożonych zjawisk. 

Celem niniejszego projektu jest dopełnienie stałej infrastruktury badawczej PRACE, która powołana jest i utrzymywana przez narodowe agencje rządowe, finansujące zakupy superkomputerów oraz ich infrastrukturę około-techniczną. Proponowany zakres robót jest fundamentalny pod względem utrzymania ‘state-of-the-art’ w każdym zakresie współpracy natury operacyjnej: począwszy od skoordynowanego wyboru i zakupu, spójnego zarządzania rozproszoną infrastrukturą, poprzez wdrożenie oprogramowania, portowanie, skalowanie i optymalizowanie aplikacji; promowanie i rozwój zaawansowanych aplikacji i umiejętności. Ten projekt jest całkowicie zgodny z celami organizacji PRACE Infrastruktura Badawcza i rozwiązuje problemy powiązane z infrastrukturą badawczą, jej przyszłymi kierunkami, wykorzystaniem i użytkownikami.

Zadania w projekcie zostały podzielone na następujące grupy tematyczne (pakiety robocze):

• Pakiet 1         Zarządzanie kontraktem
• Pakiet 2         Rozwój infrastruktury badawczej
• Pakiet 3         Szkolenia i upowszechnianie
• Pakiet 4         Relacje ekosystemu HPC
• Pakiet 5         Relacje z użytkownikami komercyjnymi
• Pakiet 6         Nadzór techniczny i ewolucja infrastruktury rozproszonej   
• Pakiet 7         Przystosowanie aplikacji petaskalowych: wydajne użytkowanie systemów Tier-0           
• Pakiet 8         Wsparcie procesu nabywania i wdrażania sprzętu i usług HPC
• Pakiet 9         Technologie przyszłości

Ogólna strategia Fazy Wdrożeniowej PRACE w pełni odpowiada strategii Infrastruktury Badawczej PRACE. Ona nie tylko wspiera strategię, lecz także jest kluczowa do osiągnięcia wizji i celów PRACE RI podczas trwania tego projektu. Obejmuje to w szczególności:

• Utrzymanie trwałej pan-europejskiej usługi HPC składającej się z maksymalnie
  6-u systemów warstwy Tier-0 o możliwie najwyższej wydajności i oferującej różnorodność architektur koniecznych do sprostania wymaganiom europejskich badaczy z obszaru nauki i przemysłu. Podstawy zostały określone w projekcie Fazie Wstępnej PRACE. To zaowocowało utworzeniem Infrastruktury Badawczej PRACE w postaci jednej formy prawnej: Stowarzyszenia non-profit AISBL, zgodnie z prawem belgijskim. Zostało ono założone w kwietniu 2010 w Brukseli, PCSS jest jego członkiem założycielem. Cztery kraje europejskie zobowiązały się sfinansować systemy obliczeniowe na pozimowe 100 mln EUR każdy w okresie wstępnym pięciu lat.
• Kształtowanie europejskiego ekosystemu HPC poprzez ścisłą współpracę z narodowymi i regionalnymi centrami obliczeniowymi warstwy Tier-1. Centrum obliczeniowe PCSS należy do warstwy Tier-1 i reprezentuje Polskę w PRACE. Strategia obejmuje zademonstrowanie najlepszych praktyk, które mogą być zaadoptowane przez inne kraje, sprzyjanie współpracy i wymianie zasobów, a także udostępnienie łatwej ścieżki naturalnej migracji do zasobów Tier-0 dla tych grantów obliczeniowych, które wyczerpały lokalne zasoby HPC i gridowe.
• Kształtowanie europejskiej społeczności użytkowników HPC wykraczającej poza granice narodowe a także granice pomiędzy indywidualnymi dyscyplinami naukowymi. Odpowiednia strategia składa się z trzech ważnych elementów: perspektywy użytkownika, domeny aplikacyjnej i edukacji.
• Przewaga europejskiej technologii HPC w komponentach sprzętowych, systemowych i oprogramowaniu. Ukierunkowane badania, które zapoczątkowano w projekcie Fazy Wstępnej miały cele strategiczne aby stać się trwałą częścią Infrastruktury Badawczej. PRACE-1IP będzie koncentrował się na systemach o obniżonym poborze mocy.
• Pozycjonowanie PRACE w roli wiodącego aktora. Marka PRACE jest już obecnie dobrze rozpoznawana i umocowana na międzynarodowej scenie HPC. Strategia obejmuje utrzymanie i rozszerzanie tego poprzez aktywne uczestnictwo i prezentowanie ważnych rezultatów podczas ważnych wydarzeń i wystaw europejskich. Obecność na wystawach podczas bardzo widocznych wydarzeń, jak: SC, ISC i ICT będzie zintensyfikowana. Nagroda PRACE (ang. PRACE Award) przyznawana podczas konferencji ISC będzie trwałą instytucją.

Prace nad długofalowym modelem operacyjnym oraz finansowym wciąż trwają. Z punktu widzenia użytkownika, najważniejszy jest obecnie dostęp do architektur prototypowych, które w większości zostały uruchomione w 2009 r. Prototypy są wykorzystywane do oceny architektur z uwzględnieniem wydajności i skalowalności aplikacji, jak również całkowitych kosztów ich utrzymania i zużycia energii.

Są one zainstalowane u następujących partnerów PRACE:

• BSC (Barcelona Supercomputing Center, Hiszpania), IBM Cell/Power6. Ten prototyp jest prototypem hybrydowym, który korzysta z kombinacji dwóch lub więcej typów jednostek obliczeniowych;
• CEA (French Atomic Energy Commission, Francja) i FZJ (Jülich Research Centre, Niemcy), Intel Nehalem/Xeon. Ten prototyp, o architekturze Shared-memory MultiProcessor (klastry z tzw. cienkimi węzłami),jest rozproszony pomiędzy dwiema lokalizacjami;
• CEA z prototypem od firmy BULL, FZJ z prototypem o tej samej architekturze;
• CSC (The Finnish IT Center for Science, Finlandia) i CSCS (Swiss National Supercomputing Centre, Szwajcaria), CRAY XT5. Ten prototyp, do obliczeń masywnie równoległych (Massive Parallel Processing) jest zainstalowany w CSC;
• FZJ (Jülich Research Centre, Niemcy), IBM/BG to prototyp do obliczeń masywnie równoległych;
• HLRS (High Performance Computing Center Stuttgart, Niemcy), NEC SX-9 i x86. Ten prototyp jest rozwiązaniem hybrydowym;
• NCF (Netherlands Computing Facilities Foundation, Holandia), IBM Power6 to prototyp o architekturze Shared-memory MultiProcessor (klastry z tzw. grubymi węzłami), który jest zainstalowany w SARA Computing and Networking Services w Amsterdamie.

Propozycje grantów obliczeniowych mogą już składać kierownicy grup badawczych. W tej chwili oprócz prototypów, dostępny jest także superkomputer JUGENE zainstalowany w Juelich (FZJ, Niemcy).

Wnioski można składać za pośrednictwem strony: http://www.prace-project.eu/hpc-access

Przydatne informacje o komputerze JUGENE: http://www.fz-juelich.de/jsc/jugene

Wkrótce będą dostępne inne architektury w trybie produkcyjnym.

Pan-europejska usługa HPC stanowić będzie element większej całości określony w ramach ERA (European Research Area). Partnerzy projektu będą współpracować z europejskim przemysłem IT w zakresie rozwoju najnowszych technologii i komponentów architektury dobrze rokujących dla systemów petaflop/s po roku 2010. Niezmiernie istotnym elementem jest zapewnienie trwałości oferowanych usług oraz zbudowanej e-Infrastruktury. Dlatego też udział Polski w tym projekcie jest istotny ze względu na możliwość kształtowania modelu współpracy oraz naszą obecność na forum międzynarodowym po 2010 roku.