Een infrastructuur met supercomputers en 50 it-freaks in het gareel houden, dat is de opdracht van Serge Bogaerts, IT & QA Support Group van het onderzoekscentrum Cenaero, gespecialiseerd in simulatietechnologieën voor de ruimtevaart. Het centrum gaat zijn rekenkracht verdubbelen en zich nu ook op kmo’s richten.

Wat zijn de activiteiten van Cenaero?

SERGE BOGAERTS: Cenaero is een erkend onderzoekscentrum van het Waals Gewest dat er kwam als antwoord op de behoefte aan krachtenbundeling voor onderzoek in de ruimtevaartsector, en dan met name voor de ontwikkeling van simulatietechnologieën. Aangezien we software ontwikkelen, zijn we allemaal informatici. Dat is trouwens de reden waarom er in het begin geen feitelijke it-verantwoordelijke was.

Hoe ziet de onderliggende it-infrastructuur eruit?

SERGE BOGAERTS: Al heel snel heeft Cenaero geïnvesteerd in intensieve rekeninfrastructuur, zogenaamde high performance computing (HPC). De middelen ging eerst en vooral naar een rekeneenheid met gedeeld SGI-geheugen, daarna volgde een cluster met gedistribueerd geheugen dat tweemaal werd uitgebreid. Vandaag omvat het systeem ongeveer 2.000 processorkernen voor een piekvermogen van 17,3 Tflops, evenveel als de nieuwe supercomputer van de Universiteit Gent. In 2005 ben ik verantwoordelijk geworden voor de infrastructuur.

Van in het begin werd de infrastructuur bij Cenaero voornamelijk ontwikkeld rond Linux, wetende dat de meeste simulatieprogramma’s, supercomputers en werkstations onder Linux draaien. Al werkt een klein deel met het meer klassieke Windows, zoals Catia, of met bedrijfseigen Unix-systemen zoals Solaris of Irix. Die heterogeniteit maakt dus deel uit van onze omgeving, en onze applicaties maken daar regelmatig gebruik van in client/server mode.

Hoe evolueert uw infrastructuur?

SERGE BOGAERTS: De infrastructuur is zeker geëvolueerd qua omvang, maar niet echt wat het basisontwerp betreft. We hebben ontwikkelingen of aankopen altijd willen inpassen in een consolidatielogica om een zekere eenheid te bewaren in de versies, besturingssystemen, enz. In het kader van onze strategie maken we liever gebruik van meer betrouwbare en geïntegreerde systemen, in plaats van zo veel mogelijk processors. In samenwerking met het onderzoekscentrum Cetic [het Waalse ict-kenniscentrum – nvdr], hebben we in 2006 een echt rekencentrum in clusters opgericht met een bepaald redundantieniveau. We hebben ook vrij snel rekening gehouden met het energieaspect, met name via een free-coolingtechniek waarmee we 10 procent energie kunnen besparen, omdat we geen compressoren meer nodig hebben als de temperatuur onder 8 °C daalt. Dit soort systemen met ijskoud water was op het moment van de installatie in 2005 weinig gebruikelijk; it-leveranciers hielden zich toen weinig of niet bezig met het energieaspect, maar gelukkig is daar verandering in gekomen. We zouden echter nog beter kunnen, door de vrijgekomen hitte te hergebruiken om onze gebouwen te verwarmen. Dat blijft voorlopig moeilijk realiseerbaar, aangezien we onze lokalen niet zelf beheren.

U zou een uitbreiding van uw datacenter overwegen?

SERGE BOGAERTS: Klopt. We zullen waarschijnlijk de capaciteit van ons centrum verdubbelen tot een vermogen van ongeveer 150 kW in plaats van de huidige 80 kW, maar de cijfers liggen nog niet definitief vast. Waarschijnlijk komt er een nieuw type koeling bij. Daarmee kunnen we een dichtheid bereiken van 30 kW per rack, in plaats van de 20 kW per rack van vandaag. Onze laatste aankopen draaiden voornamelijk rond bladeservers van IBM. En sinds ons laatste bestek houden we ook rekening met het energieverbruik van de servers, en niet enkel met het vermogen. Begin volgend jaar zou er een bestek moeten komen van een paar miljoen euro, gefinancierd door het Waals Gewest en het Europese EFRO-fonds, en de installatie zou een half jaar later moeten volgen. Daarmee zouden we opnieuw op een respectabele plaats in de top 500 van supercomputers moeten staan. We staan al op een mooie plaats in de top 500 van de groene supercomputers.

Waartoe dient zoveel rekenkracht?

SERGE BOGAERTS: Enerzijds worden onze simulatieactiviteiten steeds belangrijker. Anderzijds willen we die indrukwekkende rekenkracht en simulatiemogelijkheden meer ter beschikking stellen van de industrie en tegelijk het kmo-segment aanboren. Daarvoor bestaan verschillende pistes, zoals grid computing, als we die aanpassen aan parallelle berekeningen, of SOA en webservices, in samenwerking met Cetic. Het zou gaan om een soort SaaS-oplossing die rekening houdt met de specificiteit van onze diensten, voornamelijk de grote volumes die vaak optreden bij berekeningen. Met deze nieuwe activiteit zullen we kunnen evolueren naar een 50/50-evenwicht tussen openbare en privéfinancieringen, zonder dat we daarom met hosting gaan beginnen. We willen onze simulatietechnieken aanbieden aan sectoren zoals de spoorwegen, de auto-industrie, metaalconstructie en de bouw. Simulaties zijn volgens ons een potentiële bron van innovatie die tot nu toe te weinig werd gebruikt omdat er beperkte rekenmiddelen waren. De kern van ons vakgebied is simulatie, maar we kunnen die expertise ook gemakkelijk overzetten naar andere sectoren.

In welke richting evolueert uw datacenter op technologisch vlak?

SERGE BOGAERTS: Het is te vroeg om me daarover uit te spreken want we zijn de mogelijke alternatieven nog aan het onderzoeken. Een van de vragen op het vlak van high performance computing is of we opteren voor exotische configuraties of bij de general purpose blijven. De nieuwe infrastructuur zal onafhankelijk zijn zodat we meer vrijheid hebben. Dat is een verschil met de vorige projecten, die altijd in de bestaande situatie geïntegreerd moesten worden. We denken bijvoorbeeld aan Blue-Gene, GP of Cell, maar we moeten ervoor zorgen dat onze applicaties zich correct gedragen op deze volledig parallelle architecturen, en dat ze dus het maximale vermogen uit die duizenden processors halen.

Wat er ook van zij, het is niet zeker dat onze applicaties in deze nieuwe omgeving zullen draaien, ook al evolueert de markt in die richting. Een van de belangrijkste factoren op dit vlak is het beschikbare geheugen per kern. BlueGene bijvoorbeeld biedt meestal 1 GB geheugen per kern, terwijl we er nu vaak 2 gebruiken. Misschien zullen we onze applicaties moeten aanpassen tot op het niveau van het algoritme. De onderlinge verbindingen van de rekennodes staan ook centraal in onze benadering van high performance computing. Onze clusters waren vroeger altijd uitgerust met een Myrinet-basis en nu met Infiniband. De nood aan snelle verbindingen verklaart waarom een grid niet onmiddellijk toepasbaar was op onze parallelle applicaties. Toch zijn we al met een gigabit-breedbandverbinding aangesloten op Belnet, het Belgische onderzoeksnet.

Wat is uw specifieke rol?

SERGE BOGAERTS: Mijn opdracht bestaat erin een flexibele en betrouwbare dienst te leveren, die aansluit op de industriële activiteiten van het onderzoekscentrum. Bedoeling is infrastructuuroplossingen in te voeren en te beheren, die in het verlengde liggen van de strategische ontwikkelingen van Cenaero. Ik neem deel aan het equivalent van een directiecomité, en moet dus anticiperen op de it-behoeften van de onderzoeksgroepen. Ik leid een team van drie personen met een bijzonder brede waaier van competenties. Het feit dat it centraal staat in onze activiteiten, zorgt ervoor dat alle gebruikers die lid zijn van de onderzoeksgroepen betrokken zijn bij het beheer van de tool.

Daarnaast zijn we bezig met de invoering van een EN9100-kwaliteitsbeheerssysteem, specifiek voor de ruimtevaartsector. Begin volgend jaar zouden we de certificering moeten ontvangen.

Het je een specifieke expertise nodig voor het beheer van dit soort infrastructuur?

SERGE BOGAERTS: Zeker, maar er bestaat geen enkele specifieke opleiding voor high performance computing in België, en ook niet in Europa. Misschien zou die georganiseerd moeten worden in universiteiten of hogescholen. Alle Europese initiatieven die een echt HPC-ecosysteem willen creëren, hebben daar behoefte aan. Ze werken allemaal een reeks acties uit die het gebrek aan opleidingen op dit gebied moeten compenseren. In Vlaanderen is er sinds kort het Vlaams Supercomputing Centrum, dat de vijf grote universiteiten groepeert. Aan Franstalige kant werden gelijkaardige initiatieven gestart, maar die hebben helaas nog niet tot een erkende coördinatiestructuur geleid.

Marc Husquinet