Efter 31 år er supercomputeren blevet tavs i DMI's maskinstue

Klokken 14:43 fredag sendte systemadministrator Thomas Lorenzen nedlukningskommandoerne af sted fra sin bærbare pc. Fire minutter senere var strømforbruget til DMI's supercomputer faldet fra 100 kilowatt til under 15 kilowatt. Dermed var der sat punktum for mere end 31 års supercomputerdrift i DMI's maskinstue på Lyngbyvej i København.

Nedlukningen markerede overgangen til den nye supercomputer, som står i kælderen hos den islandske vejrtjeneste. Den blev taget i brug onsdag, men den gamle kørte videre i tomgang indtil fredag eftermiddag for at sikre, at der ikke var oversete systemer, der stadig forsøgte at kontakte den gamle supercomputer.

Ifølge DMI's CIO Thomas Kjellberg var der ét enkelt system, som blev fanget og rettet, og dermed kunne 'Hugin og Munin', som den gamle Cray XT5 supercomputer hed, lukkes endegyldigt ned.

»Det er den sidste supercomputer på Lyngbyvej, men vi er allerede i gang med arbejdet på den næste,« siger direktør Marianne Thyrring fra DMI til Version2.

Planen er, at den næste supercomputer ikke blot skal være et samarbejde mellem Danmark og Island, men mellem flere af de nordiske lande.

»Vi vil gerne være bedre til at levere vores services, og det fordrer, at vi kan håndtere store datamængder og forfine vores vejrmodeller. Vi skal kunne modtage flere data fra satellit og radar og koble flere ting sammen. For at kunne det skal vi have virkelig meget datakraft. Det er dyrt og kræver viden,« siger Marianne Thyrring.

Derfor er de nordiske vejrtjenester i færd med at undersøge, om det kan lade sig gøre at slå ressourcerne sammen. Det vil i så fald passe sammen med, at alle de nordiske vejrtjenester står for at skulle skifte systemer i 2022.

Der er imidlertid mange både tekniske, praktiske og juridiske spørgsmål, der skal afklares for at finde ud af, om vejen er ryddet for, at den næste supercomputer kan blive et fællesnordisk projekt.

Fra vektor til scalar

Den første supercomputer i maskinstuen på Lyngbyvej var en SPERRY 1100-serie, som det daværende Meteorologisk Institut overtog i 1984 fra Københavns Universitet. I 1985 blev den udvidet med en vektorprocessor, som satte meteorologerne i stand til at afvikle den vejrmodel LAM, som de nordeuropæiske lande var i færd med at udvikle.

»I begyndelsen var vi nok på forkant med udviklingen. Vektorprocessoren var sådan én, der måske blev lavet ti af i verden. Men den var ikke så stabil,« siger tidligere it-chef hos DMI Niels Jørgen Pedersen til Version2.

SPERRY 1100-systemet blev afløst i 1992 af en Convex 3880, som ligeledes var en vektormaskine i verdensklasse. Dernæst fulgte en NEC SX 4 i 1996 og en NEC SX 6 i 2002. Men så var det slut med de klassiske vektormaskiner selv til vejrmodeller, som ellers var et af de områder, hvor vektorberegninger var effektive.

»I 1990'erne var vektor meget konkurrencedygtigt, men gabet mellem scalar og vektor blev efterhånden indsnævret,« siger systemadministrator Thomas Lorenzen til Version2.

»Vi har altid set på, hvordan vores modeller performer - og ikke så meget på for eksempel Linpak (udbredt benchmark for supercomputere, red.). Og der var vektor bedst,« forklarer Niels Jørgen Pedersen.

I 2007 var scalar - som er den type processor, der er mest almindelig inden for it - nået så langt, at DMI købte en Cray XT5. Det var den, der blev Hugin og Munin, da den bestod af to klynger, og det er altså den, der nu er lukket ned.

Dermed har den også kørt længere end planlagt, og en del af forklaringen på, hvorfor afløseren står i en kælder i Island kan ses på grafen, der viser strømforbruget. De 100 kilowatt, supercomputeren har trukket i døgndrift, siden alle modelkørsler blev flyttet til den nye computer onsdag, er nemlig strømforbruget i tomgang.

De resterende kilowatt, som stadig blev trukket efter compute-noderne blev lukket ned, er disksystemet, som får lov at køre en uges tid endnu i tilfælde af, at der skulle være forskere, der har glemt data på systemet.

Med flytningen til Island kan DMI både udnytte et samarbejde med kollegerne i Island samt billig vandkraft og geotermisk energi i tilgift til et klima, der reducerer omkostningerne køling af supercomputeren.

Afhængig af supercomputeren

En flytning, som den DMI har foretaget, hvor alle systemer skifter over til en ny supercomputer relativt langt væk, selv for lyset i lyslederdatakablerne, ville have været utænkeligt for de første computere hos DMI.

»Nogle af de første var ikke så stabile, at man ville have kunnet flytte dem. Men de havde god performance. Tidligere kunne meteorologen tage over, hvis computeren var nede. I dag er computeren så central, så vi skal have 100 procent oppetid. Den driftsstabilitet, vi havde i 1990'erne, kunne vi ikke leve med i dag,« siger Niels Jørgen Pedersen.

Supercomputeren bliver brugt til både vejrudsigter, klimamodeller og varslinger for farlige vejrsituationer, og computernes regnekraft har været et afgørende redskab for meteorologerne, siden de første computere blev taget i brug.

»De første vejrprognoser begyndte, da vi fik de første computere,« siger forskningsleder for modeludvikling på DMI, Rossella Ferretti, til Version2.

Hun er sammen med de øvrige forskere i færd med at gøre nye modeller klar, som både vil kunne give bedre forudsigelser ved at køre med en højere opløsning og bedre kunne forudsige visse ekstreme vejrtyper som eksempelvis skybrud eller de grønlandske pitaraqer.

Når meteorologerne får mere regnekraft til rådighed, så betyder det også, at de kan tage flere data i brug i forskellige modeller. I princippet er der ingen realistisk øvre grænse for, hvor meget computerkraft der kunne bruges til vejrmodeller, da meget af atmosfærens fysik stadig er forenklet i selv de mest avancerede modeller.

»Når vi forstår de fysiske processer i atmosfæren, så kan vi tilføje dem til vores modeller og se, om det virker. Atmosfæren er meget kompleks, og i princippet kunne du gå helt ned på mikroskala og se på, hvordan de enkelte bølgelængder indvirker lokalt,« siger Rossella Ferretti.

Regnekraften har også stor betydning for, hvor præcise klimamodellerne kan være, hvis de skal prøve at forudsige klimaudviklingen i de næste 100 år.

»Første gang, jeg kørte en model på min computer tog det én uge - blot for en periode på 24 timer. Det var godt nok længe siden og på en lille computer, men hvis du vil køre en klimamodel for 100 år, så skal du bruge en kraftig computer,« siger Rossella Ferretti.

Den nye Cray XC supercomputer, hvor de to identiske klynger til udvikling og drift er døbt 'Thor' og 'Freyja', står til en opgradering allerede i 2017 som en del af aftalen med Cray, hvor den bliver bestykket med nye processorer.

Derefter er næste skridt i udviklingen altså formentligt et nordisk samarbejde. Udviklingen i retning af fælles drift kommer dels som følge af, at vejrtjenesterne i mange år har samarbejdet om modeller og dataindsamling, og dels som følge af økonomien.

Selve hardwaren ved indkøb af nye supercomputere kan finansieres som særlige bevillinger til vejrtjenesterne. Men de løbende driftsomkostninger skal vejrtjenesterne selv afholde. Over en periode på fem til syv med drift af en supercomputer, så bliver energiomkostningerne en væsentlig udgift.

Ganske vist har hver udskiftning af supercomputerne ført til en faktor 10 eller mere i regnekraft, men hver gang er energiforbruget også vokset og dermed de løbende omkostninger. Ved at samarbejde og finde steder med lavere omkostninger som eksempelvis Island, så kan der med andre ord blive råd til at have en større supercomputer kørende.

Hvad der nu skal ske med DMI's gamle supercomputer er endnu ikke afgjort. Med mere end syv år på bagen er den i dag måske ganske vist stadig en kraftig computer, men ikke set i forhold til omkostningerne ved at have den kørende.