A maximumot hozzák ki „Supermanből” a BME kutatói

Az idén három éves műegyetemi szuperszámítógép felhasználási területeinek titkaiba avattak be a „Supermant” felhasználó kutatók és az eszköz üzemeltetői.

„Az uniós közösségi fejlesztési pályázatoknál a kutatóegyetemeken alapvető infrastrukturális adottságnak tekintik a Műegyeteméhez hasonló szuperszámítógépeket. Meglétük létfontosságú ahhoz, hogy a kutatók egy-egy fejlesztési projektet sikerre vigyenek, ám a legtöbb közösségi forrás nem támogatja az ilyen célú eszközbeszerzéseket” – emelte ki Szeberényi Imre, a Villamosmérnöki és Informatikai Kar Közigazgatási és Informatikai Központ kutatás-fejlesztési igazgatóhelyettese, az idén harmadik születésnapját ünneplő műegyetemi szuperszámítógép, az egyetemi köznyelvben „Supermannek” hívott eszköz jelentőségét ecsetelve. Hozzátette: „ugyan a legtöbb kutatási tevékenységet végző tanszék alternatív lehetőségként rendelkezik saját számítógépparkkal, ám egyik kari szervezeti egységnek sincs ekkora teljesítményű, ilyen prompt, közvetlen és egyszerű elérésű, hardver- és szoftveroldalról is kiemelt támogatással bíró számítógépe, mint a ’Superman’.”

„Jelenleg hat műegyetemi kar használja aktívan a szuperszámítógépet a kutatásaihoz. A Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar foglalkoztatja a processzorokat a legtöbbet. A Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar még nem indított jelentősebb számítási erőforrást igénylő feladatot a gépen, a Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar pedig jelezte, hogy a jövőben biztosan nem folytat olyan tudományos tevékenységet, amelyhez szükség lenne a „Supermanre” – részletezte az intézményen belüli kihasználtságot Szeberényi Imre.

„Bármelyik műegyetemi hallgató vagy kutató kérvényezheti a szuperszámítógép használatát kutatásaihoz és szakmai munkájához. Igényét a VIK által fejlesztett kezelőfelületen az egyedi, ún. eduID azonosítójával teheti meg.” (eduID: egy szabványokon alapuló, elosztott felhasználó-azonosítási szolgáltatás, amelynek fő résztvevői az akadémiai szektor intézményei. Az eduID célja, hogy az intézmények közötti és intézményen belüli webes felhasználó-azonosítást egységessé, átláthatóvá, és így könnyen kezelhetővé tegye – a szerk.) „A karok kijelölt felelősei bírálják el a „Superman” gépidejére leadott kérelmeket, azok kidolgozottsága, tudományos vonatkozása és a rendelkezésre álló kapacitások függvényében. Néhány esettől eltekintve eddig minden projekttervet támogattunk” – ismertette az új témák befogadásának körülményeit a VIK oktatója, majd felhívta a figyelmet a „Supermannel” kapcsolatos egyik legnagyobb problémára: a gyors elavulásra. „A mai felszereltségével és teljesítményével a szuperszámítógép 2001-ben a világranglista 1. helyén szerepelt volna, míg 2007-ben ez a konfiguráció mindössze az 500. helyre lett volna elég ugyanezen a listán, ma pedig már be sem kerülne a világ 500 legjobb szuperszámítógépe közé. A ’Superman’ ma még óriási segítség a műegyetemi kutatásokban, de számolni kell a technikai adottságok elavulásával, és számításba kell venni a közeljövőben a hardver- és szoftverkorszerűsítés lehetőségeit” – ecsetelte a gyors technikai fejlődés miatti folyamatos fejlesztési kényszerről Szeberényi Imre.

A „Superman” kapacitásának körülbelül 36%-át a Természettudományi Kar, kiemelten a Fizikai Intézet Elméleti Fizika Tanszéke használja, főként fizikai alapkutatási tevékenységek támogatására. „Elsősorban szilárdtest-fizikai vonatkozású, számítógépes szimulációkon alapuló vizsgálatok elengedhetetlen megvalósítási eszköze a nagy memóriaegységgel és teljesítménnyel rendelkező műegyetemi szuperszámítógép” – hangsúlyozta az egyik legnagyobb felhasználó képviseletében Szunyogh László, a TTK Fizikai Intézet intézetigazgató-helyettese, az Elméleti Fizika Tanszék tanszékvezető egyetemi tanára. A legfontosabb témák között példaként említette a kétdimenziós rendszerek fizikájának kutatását, vagy a funkcionális mágneses anyagok vizsgálatát, amelyekhez a „Superman” segítségével végeznek számításokat. „Technológiai szempontból kiemelt fontosságúak és ezáltal a jövő generációinak életére is jelentős hatással lehetnek a nagy mágneses anizotrópiájú, ún. kemény mágneses anyagok vizsgálatának eredményei.

Az egyik folyamatban lévő kutatásunkban újszerű mágneses szerkezeteket vizsgálunk nanostruktúrált anyagokban. Reményeink szerint, ilyen mágneses nano-textúrák a jelenleginél jóval nagyobb kapacitású mágneses adattároló eszközök memóriaegységeként lesznek alkalmazhatók. Kiemelt jelentőséggel azt elemezzük, hogy ezen mágneses mintázatok mekkora hőmérsékletig őrzik meg stabilitásukat, illetve hogy miként növelhető ez a hőmérsékleti határ” – részletezte a két európai uniós kutatási téma egyikét Szunyogh László. „További kutatásaink célja olyan anti-ferromágneses anyagok felfedezése, amelyekkel a magneto-rezisztív szenzorokban található, rendkívül költséges irídium vegyületek helyettesíthetők” – említette meg egy másik aktuális témáról a tanszékvezető.

A szuperszámítógép memóriaegységeit több gyógyszerészeti és biokémiai kutatáshoz is felhasználják, például enzimreakciók számítógépes modellezéséhez. A téma egyik képviselője Krámos Balázs, a Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék PhD-hallgatója, aki Oláh Julianna témavezetése mellett többedmagával végzett kutatásban molekulák kémiai vizsgálatával foglalkozik. „Olyan kvantummechanikai számítások végezhetők el a „Supermannel”, amelyek pusztán papír és ceruza használatával megoldhatatlanok. Az enzimreakciókat elemző kutatásaimban olyan eljárásokat alkalmazok, amelyek a számításigényes kvantummechanikai és az empirikus alapokon nyugvó, sokparaméteres molekulamechanikai módszereket ötvözik” – magyarázta a fiatal vegyészmérnök kutató. Példaként említette a humán aromatáz nevű, az ösztrogén hormon előállításáért felelős enzimet: „az ösztrogént a tesztoszterontól lényegében a molekulában lévő egyik hattagú gyűrű aromás elektronszerkezete különbözteti meg, amely a humán aromatáznak köszönhetően alakul ki. Ez egy több lépéses, rendkívül rövid élettartamú köztitermékeken át lejátszódó kémiai átalakulás. A folyamat pontos mikéntje egyelőre tisztázatlan” – mutatta be kutatásainak egyik fontos aspektusát Krámos Balázs.

A fiatal kutató és a csapata eredményei nagyon fontos szerepet játszhatnak például az idősödő hölgyeknél alkalmazott hormonpótló gyógyszerek fejlesztésében is. „Ilyen típusú készítmények alkalmazásakor a lebontás során köztes termékként karcinogén, azaz rákkeltő hatású szabad gyökök keletkezhetnek. Ennek kockázata úgy csökkenthető, ha megértjük a hatóanyagokat lebontó enzimekben végbemenő átalakulás pontos mikéntjét, amelyekre a kutatásainkban keressük a választ.”

A nagy teljesítményű, jelentős memóriakapacitással rendelkező számítógépek sokrétű felhasználási területét mutatja, hogy a „Superman” megkerülhetetlen a műegyetemi tanszékek mellett az ipari partnerekkel közösen teljesített kutatási feladatoknál is. „Egyik legújabb felhasználónk a Szent János Kórház Idegsebészeti osztálya, amely MR-alapú idegpálya-vizsgálatokat végez kézremegésben szenvedő betegeknél, akiknek a thalamusába a kézremegés ellen elektródát ültettek” – hangsúlyozta a szuperszámítógépes kutatásokat ecsetelve Szeberényi Imre.

A beszerzési pályázat szabályzata három évig kötelezi az egyetemet a szuperszámítógép fenntartására, ám a BME hosszabb távra tervez a „Supermannel”. „A jövőt az határozza meg, hogy képesek leszünk-e lépést tartani a technikai fejlődéssel, és lesz-e újabb forrás a gép kapacitásának bővítésére és korszerűsítésére, meg tudjuk-e védeni az elavulástól.”

- TZS -

Fotó: Philip János, superman.eik.bme.hu/info/system/