Kajaaniin rakennettavaa LUMI-AI-supertietokonetta ei ole tarkoitus käyttää vain perinteisten komentorivien ja graafisten käyttöliittymien kautta. CSC:n Pekka Mannisen mukaan tekoälyagentit voivat muuttaa perusteellisesti tapaa, jolla tutkijat käyttävät supertietokoneita.
Nykyisen LUMI-supertietokoneen käyttöä on pyritty helpottamaan myös käyttäjille, jotka eivät ole HPC-asiantuntijoita. LUMI-AI:ssa tavoite viedään huomattavasti pidemmälle.
CSC:n LUMI AI Factoryn johtajan Pekka Mannisen mukaan pelkkä graafinen käyttöliittymä voi uuden järjestelmän tullessa käyttöön olla jo osittain vanhentunut ajatus.
– Tarvitsemme tehokäyttäjien käyttöliittymiä, mutta lisäksi tarvitsemme agenttipohjaisen lähestymistavan. Tarvitsemme tekoälyyn perustuvaa tiedonhakua ja tekoälyä siihen, miten tiedettä tehdään, Manninen sanoo.
Tavoitteena on, että tekoäly ja AI-agentit auttavat käyttäjää hyödyntämään valtavan järjestelmän resursseja sen sijaan, että käyttäjän pitäisi itse hallita kaikki supertietokoneen tekniset yksityiskohdat. Agentteja voidaan periaatteessa käyttää jo nykyisessä LUMIssa, sillä Mannisen mukaan ne ovat lopulta ohjelmistoja ja skriptejä, jotka hyödyntävät kielimalleja ja muita työkaluja. Käytännössä niiden hyödyntäminen tieteellisessä laskennassa on kuitenkin vasta alussa.
AMD:n globaalista julkisesta sektorista ja strategisista kumppanuuksista vastaava Thomas Zacharia arvioi agenttisen tekoälyn muuttavan samalla supertietokoneiden rakennetta. Hänen mukaansa CPU- ja GPU-resurssien välinen suhde on jo muuttumassa, vaikka huomio on viime vuosina keskittynyt ennen kaikkea GPU-kiihdyttimiin.
LUMI-AI:hin tuleekin Instinct MI430X -GPU:iden lisäksi AMD:n kuudennen sukupolven 256-ytimisiä EPYC-prosessoreita. Zacharian mukaan kokonaisuus soveltuu hyvin agenttiseen tekoälyyn. Hän näkee agenttien tärkeimpänä mahdollisuutena tieteellisen työn nopeuttamisen hypoteesista varsinaiseen löytöön.
AMD ei ollut ennalta määrätty valinta
LUMI-AI:ssa jatketaan AMD:n prosessoreilla ja GPU-kiihdyttimillä, mutta Mannisen mukaan tämä ei ollut hankinnan lähtökohta.
Nykyisen LUMIn toimitti HPE, kun uuden LUMI-AI:n päätoimittajaksi valittiin Bull. Mannisen mukaan selitys toimittajan vaihtumiselle on yksinkertainen: Bull voitti julkisen kilpailutuksen.
Bullin AMD:n, IBM:n ja Nokian kanssa tarjoama kokonaisuus vastasi parhaiten hankinnan teknisiä, suorituskykyyn liittyviä ja taloudellisia vaatimuksia. Manninen korostaa, ettei Bullia valittu poliittisista syistä tai siksi, että kyseessä on eurooppalainen toimittaja.
Myöskään AMD:n säilyminen CPU- ja GPU-toimittajana ei ollut ennalta määrättyä.
– Olimme piiritoimittajan suhteen agnostisia. Halusimme tasavertaisen kilpailun Nvidian ja AMD:n välille, Manninen sanoo.
AMD-pohjainen ratkaisu sai kuitenkin kilpailutuksessa parhaat pisteet.
Zacharian mukaan AMD ei myöskään havainnut kilpailutuksessa painetta yhtiön valitsemiseen. Sen sijaan AMD:n oli pystyttävä tarjoamaan selvästi kilpailukykyinen ratkaisu. Hän nostaa yhdeksi jatkuvuuden eduista LUMIn aikana yhdessä kehitetyn avoimen ohjelmistoekosysteemin ja CSC:n kanssa tehdyn yhteistyön.
Jatkaminen AMD:n kanssa vähentää samalla teknistä riskiä. CSC:llä on jo vuosien kokemus AMD:n Instinct-kiihdyttimistä ja niiden ohjelmistoympäristöstä. Mannisen mukaan nyt ollaan jo kolmannessa GPU-sukupolvessa tämän kehityspolun aikana.
Kaksi LUMIa toimii rinnakkain
LUMI-AI:n fyysiset asennukset Kajaanissa alkavat kesällä 2027. Mannisen mukaan koko järjestelmä voidaan avata käyttäjille loppuvuodesta 2027 tai alkuvuodesta 2028. Aikataulu riippuu osaltaan uuden AMD Instinct MI430X -kiihdyttimen saatavuudesta, sillä Kajaanista tulee yksi uuden GPU:n ensimmäisistä käyttöönottokohteista.
Nykyistä LUMIa ei sammuteta uuden koneen käynnistyessä. Tämänhetkisen suunnitelman mukaan se poistetaan käytöstä vuoden 2028 lopulla, mahdollisesti hieman myöhemmin.
Järjestelmät toimivat siten arviolta noin vuoden rinnakkain. Tämä antaa CSC:lle mahdollisuuden siirtää työkuormia vähitellen LUMIsta LUMI-AI:hin ja jättää samalla pelivaraa uuden järjestelmän mahdollisten viivästysten varalle.
Kvanttikoneesta uusi kiihdytin
LUMI-AI:n rinnalle Kajaaniin tulee myös IQM:n toimittama LUMI-IQ-kvanttitietokone. Järjestelmät on tarkoitus integroida tiiviisti toisiinsa.
Manninen näkee kvanttiprosessorin uutena kiihdyttimenä CPU- ja GPU-laskennan rinnalla. Kvanttilaskentaa voidaan käyttää niihin osiin suuremmasta laskenta- tai tutkimustehtävästä, joihin se soveltuu.
Samaa korostaa Zacharia. Hänen mukaansa tulevaisuuden laskentaympäristö on hybridi, jossa HPC-simulointi ja tekoäly yhdistyvät ja kvanttiprosessori voidaan nähdä jälleen uutena kiihdyttimenä. Tavoitteena on ohjelmistoympäristö, joka pystyy hyödyntämään myös QPU-resursseja osana LUMIn laskentainfrastruktuuria.
Samalla LUMI-IQ mahdollistaa Mannisen mukaan eräänlaisten ”ohjelmistomääriteltyjen kvanttilaboratorioiden” rakentamisen. Tutkijoille voidaan tarjota hyvin matalan tason pääsy kvanttijärjestelmään, mikä voi olla erityisen kiinnostavaa fysiikan tutkimuksessa.
LUMI-AI:sta muodostuu näin yhden supertietokoneen sijaan ympäristö, jossa sama tutkimusinfrastruktuuri yhdistää perinteisen HPC-laskennan, tekoälykiihdyttimet, tekoälyagentit ja kvanttilaskennan.
Suojattu flash-muisti tarjoaa verkkoon liitetyille laitteille ja järjestelmille laitteistopohjaisen suojauskerroksen ja täyttää NIST SP800-193 -ohjeistuksen mukaiset häiriönsietovaatimukset. Muistipiireihin erikoistuneen Winbondin kehittämä suojattu flash-piiri on myös suoraan korvaava ja täysin yhteensopiva tavanomaisten NOR-flash-piirien kanssa.