Còn lãng phí do thiếu chia sẻ

Hệ thống tính toán hiệu năng cao của VN đang ở trong tình trạng thiếu các chương trình ứng dụng chạy trên đó. Điều này có đúng không, thưa GS?

Điều này đúng nhưng  “tình trạng thiếu” được nên hiểu rộng hơn theo hai góc độ:

– Thiếu các trung tâm tính toán hiệu năng cao “đa dụng” và thiếu các hệ thống tính toán hiệu năng cao “chuyên dụng” đáp ứng yêu cầu xử lý cấp thiết trong cơ quan, tổ chức và những lĩnh vực có nhu cầu cao. Hiện nay, số lượng các hệ thống loại này còn ít so với yêu cầu thực tế.

– Tuy đã có một vài trung tâm tính toán hiệu năng cao “đa dụng”, một số hệ thống tính toán hiệu năng cao “chuyên dụng” trong một số cơ quan, chuyên môn, nhưng thiếu ứng dụng được sử dụng trong thực tế và có quy mô lớn chạy trên đó. Độ tải ứng dụng của các hệ thống ở mức thấp.

Ví dụ về mô phỏng vụ nổ của siêu sao, hoạt động của tim, protein trên siêu máy tính

Một quan sát dễ nhận thấy là ở Việt Nam một số lĩnh vực, ngành, vốn có tiềm năng và có nhu cầu xử lý dung lượng dữ liệu rất lớn và cực lớn, trước kia đã từng có các trung tâm tính toán mạnh, nay không còn hoặc thu nhỏ lại chỉ còn một bộ phận  phục vụ, hỗ trợ quy mô nhỏ, xử lý tính toán phục vụ mục đích tác nghiệp, mang tính ngắn hạn. Trong khi đó, một số doanh nghiệp, cơ quan có điều kiện trang bị các hệ thống mạnh, nhưng độ tải ứng dụng rất thấp. Đây thực sự là một bất cập, lãng phí, do không có sự chia sẻ tài nguyên hiệu quả.

Đâu là lý do của hiện tượng này?

Theo tôi, có thể là do một trong các nguyên nhân sau. Thứ nhất, hệ thống được trang bị, nhưng cấu hình không đủ mạnh để thực hiện các ứng dụng giải các bài toán thực (lý do khách quan về mặt kỹ thuật, đôi lúc là lý do chủ quan về mặt đầu tư ban đầu). Thứ hai, hệ thống tương đối hoặc tạm đủ mạnh, nhưng ứng dụng chạy trên hệ thống chỉ là các thử nghiệm, chỉ là mô hình thu nhỏ của bài toán thực do chưa xác định rõ ràng lớp bài toán có khả năng giải quyết hiệu quả trên hệ thống tính toán hiệu năng cao hoặc chưa gắn kết được một cách hiệu quả đội ngũ chuyên môn theo mô hình liên ngành 3 nhà: nhà chuyên môn-nhà tin học- nhà toán học ứng dụng song hành với quá trình trang bị hệ thống (lý do chủ quan về mặt tổ chức nhân lực). Và thứ ba, hệ thống đủ mạnh, đội ngũ chuyên môn liên ngành được chuẩn bị, song thúc ép triển khai ứng dụng từ thực tế và đầu tư để phát triển ứng dụng chưa tạo ra động lực thật sự (lý do chủ quan về mặt đầu tư chiều sâu, dài hạn, thường xuyên).

Tình hình nghiên cứu, phát triển và ứng dụng tính toán hiệu năng cao của Trung tâm tính toán hiệu năng cao (Trường ĐHBKHN) như thế nào?

Hệ thống tính toán hiệu năng cao tại Trung tâm tính toán hiệu năng cao (Trường ĐHBKHN) được nghiên cứu thiết kế và xây dựng bắt đầu từ năm 2000 và ngày càng được trang bị “mạnh” hơn.

Dựa trên các gói phần mềm và thư viện mã nguồn mở, chúng tôi đã xây dựng hệ thống phần mềm nền tính toán hiệu năng cao BKluster (năm 2004), hệ thống đã được cài đặt chuyển giao thử nghiệm cho Khoa An toàn thông tin (Học viện Mật mã) và Trung tâm TTHNC (Trường ĐHKHTN- ĐHQGHN). Các ứng dụng điển hình đã được thử nghiệm bao gồm: Mô phỏng vật liệu vi mô (kết hợp với Bộ môn Vật lý Tin học-Trường ĐHBKHN), tính toán đường chạy dao nhằm tạo các bề mặt phức tạp phục vụ tạo mẫu nhanh cho các máy công cụ CNC (kết hợp với Khoa Cơ khí-Trường ĐHBKHN).

Dựa trên các gói phần mềm và thư viện mã nguồn mở GT3.0, chúng tôi đã xây dựng hệ thống phần mềm nền tính toán lưới BKGrid (năm 2005) thử nghiệm cho bài toán dự báo thời tiết số trị theo mô hình MM5, bài toán thiết kế công thức thuốc (docking).

Năm 2008 bắt đầu thử nghiệm hệ thống GPU-BKluster bó cụm các nút tính toán, mỗi nút gồm một vài máy tính với CPU đa lõi được trang bị thêm GPU đa lõi đạt hiệu năng lý thuyết 7 TeraFLOPS. Hiện tại hệ thống đang được sử dụng giải quyết mô hình hoá và mô phỏng bài toán động học phân tử, mô hình hoá và mô phỏng vật liệu nano (kết hợp với Bộ môn Vật lý Tin học-Trường ĐHBKHN), dự báo thời tiết số trị theo mô hình WRF.

Hệ thống tính toán tình nguyện VCP (năm 2008) dựa trên nền BOINC hiện đang được thử nghiệm giải quyết các bài toán khuếch tán nguyên tử có dung lượng dữ liệu lớn với sự tham gia của các nhà chuyên môn vật lý tính toán (thuộc Bộ môn Vật lý Tin học-Trường ĐHBKHN).

Theo GS, làm thế nào có thể thúc đẩy sự phát triển của tính toán hiệu năng cao ở Việt Nam?

Quan sát các quốc gia có nền công nghệ, công nghiệp và khoa học phát triển có thể thấy tại các trung tâm khoa học công nghệ lớn đều có các hệ thống tính toán mạnh, đi cùng với hạ tầng truyền thông kết nối, tạo lập nền tảng hạ tầng kỹ thuật cơ sở phục vụ triển khai các hoạt động chuyên môn trong một tổ chức ảo e-Science.

Việc thiết lập các trung tâm tính toán mạnh tại các đầu mối, kết nối với nhau trong một nền tảng truyền thông chuyên dụng, như VINAREN, STNet cùng với các dịch vụ chia sẻ tài nguyên là một giải pháp phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.

Chúng ta có thể thúc đẩy phát triển khoa học tính toán hơn nữa bằng cách đặt hàng các dự án ứng dụng mang tầm quốc gia có tính chất đa ngành, liên ngành nhằm giải quyết các bài toán có tầm cỡ như bài toán giải mã gene người, bài toán tính toán biến đổi khí hậu, bài toán dự báo chiến lược kinh tế xã hội… Dự án giải mã bộ gene người đang được Bộ KH&CN hỗ trợ nghiên cứu tiền khả thi có tính đến việc thiết kế và xây dựng một hệ thống TTHNC sẽ là một mẫu hình triển khai khoa học tính toán ứng dụng, điểm nhấn quan trọng trong việc kết hợp đa ngành: Công nghệ gene- Công nghệ tính toán-Tin học-Toán học ứng dụng.

Bên cạnh đó, việc hình thành các chương trình đào tạo chuyên sâu, sau đại học về khoa học tính toán sẽ góp phần tạo dựng đội ngũ chuyên môn. Các định hướng đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, Ngành có ưu tiên cho các vấn đề có liên quan đến khoa học tính toán với thời gian thực hiện trung hạn cũng sẽ giúp các trung tâm tính toán hiệu năng có cơ sở đào tạo thêm nhân lực và nâng cấp trang thiết bị.

Ngọc Tú thực hiện