Öflugri ofurtölva spáir nákvæmar

Guðni Einarsson

gudni@mbl.is

Uppfærsla ofurtölvu Dönsku veðurstofunnar (DMI), sem er til húsa hjá Veðurstofu Íslands, gengur vel. Þrír sérfræðingar frá DMI og einn frá tölvuframleiðandanum Cray eru hér vegna verkefnisins. Við uppfærsluna verða afköst ofurtölvunnar um 700 TFLOPS á sekúndu, það eru um 700 þúsund milljarðar aðgerða á sekúndu. DMI er eigandi ofurtölvunnar en Veðurstofan leggur til húsnæði og innviði sem tölvureksturinn krefst auk þess að hafa daglega umsjón með búnaðinum. Veðurstofan fær veðurgögn sem unnin eru í ofurtölvunni til að nota við gerð veðurspáa.

Thomas Kjellberg, yfirmaður upplýsingamála og fjármálastjóri DMI, og Hafdís Þóra Karlsdóttir, framkvæmdastjóri fjármála- og rekstrarsviðs og staðgengill forstjóra Veðurstofu Íslands, kynntu blaðamanni og ljósmyndara Morgunblaðsins uppfærslu ofurtölvunnar.

„Við erum að þrefalda vinnslugetuna frá því sem hún var,“ sagði Thomas. Hann lofaði því ekki að aukin afköst tölvunnar verði til þess að veðrið batni, en veðurspárnar eiga að verða nákvæmari.

Spásvæðin eru gríðarstór og þekja annars vegar Grænland og Ísland og hins vegar svæði sem nær frá Færeyjum og austur fyrir Danmörku. Ná útreikningarnir yfir lofthjúpinn, þ.e. frá yfirborði og upp að ystu mörkum lofthjúpsins. Veðurlíkönin gefa af sér spár um veður og sjólag fyrir þau svæði sem reiknuð eru. Með aukinni reiknigetu er hægt að gera nákvæmari spálíkön fyrir smærri svæði en áður og gera betur ráð fyrir staðbundnum áhrifum landslags og landgerðar á veðrið á hverjum stað. Nefndi Thomas sem dæmi að á Íslandi væri sandur yfirleitt svartur og drægi því í sig hitageisla sólar, en sunnar í Evrópu væri sandur yfirleitt ljós á lit og endurkastaði því hitageislum sólar líkt og íslensku jöklarnir gera. Þetta hefur í för með sé staðbundin áhrif á veður. Aukin reiknigeta getur einnig gert kleift að spá betur fyrir um hina skæðu fallvinda (Piteraq) sem koma stundum ofan af Grænlandsjökli og eira engu sem fyrir verður.

Tryggilega geymd neðanjarðar

Ofurtölvan er geymd neðanjarðar í húsi Veðurstofunnar við Bústaðaveg, þar sem stjórnstöð Landsvirkjunar og síðar Landsnet var áður til húsa. Það er svalt að koma inn í tölvusalinn þar sem niður í kæliviftum fyllir loftið. Ofurtölvueiningarnar Freyja og Þór standa þar rækilega merktar. Nú er þar einnig þriðja tölvan sem leysir hinar tvær af til skiptis meðan á uppfærslunni stendur. Önnur tölvan er endurnýjuð í einu og síðan keyrð til prufu í 30 daga áður en hin er endurnýjuð. Undirbúningur uppfærslunnar hófst fyrir um einu ári síðan. Verkefnið tekur því nokkuð langan tíma.

Gagnageymslan, eða harðdiskarnir, er í þriðju einingunni og rúma 1.500 terabæti. Ekki þarf að uppfæra gagnageymsluna.

Gólfið í tölvusalnum er upphækkað og þar undir liggja rafmagns- og tölvukaplar og aðrar lagnir vegna viðamikils kælikerfis tölvubúnaðarins. Vatnið í kælikerfinu er blandað með sérstökum frostlegi og rennur í lokuðu hringrásarkerfi. Vökvinn flytur varmann frá tölvubúnaðinum út fyrir húsið þar sem svalt íslenskt loft kælir vökvann. Íslenski svalinn er einmitt einn kosturinn við að hafa svona tölvuver hér. Það er mun auðveldara og ódýrara að kæla tölvubúnaðinn hér en í heitari löndum.

Tölvusalurinn er rammlega læstur og kemst enginn þar inn nema með aðgangsheimild og öryggiskóða. Hreyfiskynjarar gera viðvart ef einhver er þar inni. Eftirlitsmyndavélar horfa stöðugt á hina ýmsu hluta ofurtölvunnar. Með hjálp þeirra geta starfsmenn DMI í Danmörku fylgst með hvort allt er með eðlilegum hætti í tölvusalnum. Ef eitthvað kemur upp á þá geta þeir látið vita og haft samráð við starfsmenn Veðurstofunnar um það sem þarf að gera.

Sjálfstæð rafstöð

Næsta herbergi hýsir varaaflgjafa ofurtölvunnar. Inn í það liggja sverir kaplar sem flytja hagkvæma og umhverfisvæna íslenska raforku sem knýr búnaðinn alla jafna. Við fullt álag notar hann allt að 400 kW (kílóvött) en við venjulega keyrslu er notkunin innan við 300 kW. Rafgeymar í hillum þekja nær heilan vegg. Þeir geta keyrt búnaðinn í um 40 mínútur ef rafmagnið fer.

Þar inni er líka stjórnbúnaður fyrir dísilknúnar rafstöðvar. Þær fara sjálfkrafa af stað ef veiturafmagnið slær út. Það á því að vera nokkuð tryggt að ofurtölvan verði ekki rafmagnslaus.

Þegar samið var um ofurtölvuna 2014 var áætlað að hún myndi kosta um 750 milljónir íslenskra króna. Hafdís benti á að síðan hefði gengið breyst mikið og þessi tala væri önnur í dag. Hún sagði að kostnaður við húsnæðið og innviði hefði verið um 220 milljónir íslenskra króna og Danska veðurstofan hefði borgað lungann af því. Thomas sagði að sjálfur tölvubúnaðurinn væri um helmingur heildarkostnaðarins. Kostnaður við rafmagn, viðhald, þjónustusamninga og annað næmi hinum helmingi kostnaðarins.

Fjölþjóðlegt samstarf

Samstarf Veðurstofu Íslands og DMI um rekstur ofurtölvunnar er áfangi á leiðinni til samvinnu fleiri landa um rekstur ofurtölvu veðurstofa. Viðræðurnar um þetta framtíðarverkefni eru á frumstigi líkt og könnun á fjármögnun og fleiru. Nú er reiknað með að Norðurlöndin fimm, Ísland, Danmörk, Noregur, Svíþjóð og Finnland sameinist um ofurtölvu í framtíðinni. Írar og Hollendingar hafa lýst áhuga á að ganga inn í samstarfið og eins Eistland, Lettland og Litháen.

Verði af þessu samstarfi verður fyrsta skrefið tekið 2022 eða 2023 og það næsta fyrir árið 2027.