Tieteellisen laskennan
...
Tieteellisen laskennan yhteistyöfoorumi (YTF) on opetus- ja kulttuuriministeriön (OKM) toimeksiannosta ohjannut Tieteellisen laskennan viitearkkitehtuurin laatimista perustuen tehtävänantoon kartoittaa ja identifioida tieteellisten laskentaresurssien, datanhallinnan ja niiden oheispalvelujen viitearkkitehtuuri seuraavalle viidelle vuodelle. Viitearkkitehtuurin tarkoitus on edistää palvelujen kehitystä ja laatua sekä ehdottaa linjauksia ja toimenpiteitä, jotka parantavat tietoteknistä yhteentoimivuutta ja kokonaisarkkitehtuurityötä.
Tieteellisen laskennan toimintaympäristö on nopeassa muutoksessa. Yksi muutoksista on tekoälyn ja data-analytiikan sekä niiden sovellusten käytön laajeneminen yhä useammalla tieteenalalla. Myös muu dataintensiivinen tutkimus lisääntyy jatkuvasti ja tämä nostaa esille isojen datamassojen koko elinkaaren hallinnan haasteet, mukaan lukien niiden pitkäaikaissäilytyksen infrastruktuurin kasvavan tarpeen. Nämä trendit tuovat uusia käyttäjäkuntia tieteellisen laskennan ja datanhallinnan palveluiden piiriin, ja täten tieteellisen laskennan osaaminen pitää pystyä levittämään yhä laajemmalle käyttäjäkunnalle korkeakouluissa ja tutkimuslaitoksissa. Tämä käyttäjäkunnan laajentuminen asettaa uusia tarpeita tieteellisen laskennan palvelujen helppokäyttöisyydelle sekä palvelujen suunnittelulle vastaamaan yhä laajemman käyttäjäkunnan tarpeita.
Toinen suuri muutos on uusien laskentajärjestelmien, ja erityisesti laskentakiihdytinratkaisujen kuten grafiikkasuorittimiin perustuvan GPU-laskennan tulo CPU-laskennan rinnalle toiseksi suurteholaskennan keskeiseksi toteutustekniikaksi. Näiden ympäristöjen erittäin nopea uudistumistahti sekä vielä erikoistuneempien laskentajärjestelmien kuten neuroverkkokiihdyttimien ja erilaisten kvanttilaskennan järjestelmien kehittyminen muuttaa tieteellisen laskennan toimintaympäristöä suuntaan, jossa laskentaympäristöt ovat yhä erikoistuneempia.
Suurinvestoinnit ovat mahdollistaneet erittäin tärkeän eurooppalaisen tason yhteistyön laskentainfrastruktuurin kehittämisessä ja tällaisten investointien tekeminen pitää olla jatkossakin mahdollista. Tämän lisäksi olisi hyvä pystyä tehdä huomattavasti nykyistä nopeammalla hankintasyklillä pienempiä ja yhä erikoistuneempia hankintoja laskentainfrastruktuurin pitämiseksi ajantasaisena laskentajärjestelmien ja tutkimuksen tarpeiden nopeasti muuttuessa. Tätä on hankalaa toteuttaa nykyisen muotoisilla melko harvoin toteutuvilla suurinvestoinneilla, joten olisi hyvä saada aikaiseksi nykyisten suurinvestointien rinnalle rahoitusmuoto, jossa pystyttäisiin pitkän aikavälin budjetin puitteissa tarvittaessa tekemään pienempiä täydentäviä hankintoja laskentainfrastruktuuriin nopealla aikataululla uusien laskentajärjestelmien sekä tutkijoiden tarpeiden kehittymisen mukaan.
Uusien laskentajärjestelmien ja GPU-laskennan yhä laajeneva käyttö sekä suurten datamassojen prosessointi ja tallennus vaativat uusien menetelmien ja toimintatapojen oppimista tutkijoilta ja tutkimusryhmiltä. Tämän vuoksi tieteellisen laskennan asiantuntijoiden saatavuus, sekä heidän osaamisensa kehittäminen korkeakouluissa ja tutkimuslaitoksissa on erittäin tärkeää maksimaalisen hyödyn saamiseksi tieteellisen laskennan infrastruktuurihankinnoista. Vaikka laskentainfrastruktuurin fyysinen keskittäminen on jatkossakin monilta osin hyvin järkevää, korkeakoulujen ja tutkimuslaitosten pitää pystyä tarjoamaan paikallisesti hallinnoitua laskenta- ja tallennuskapasiteettia erityisesti ohjelmistokehitykseen ja suuria datamääriä tuottavien mittalaitteiden datan paikalliseen prosessointiin.
Yhä lisääntyvät mahdollisuudet yhteistyölle eurooppalaisella tasolla tieteellisessä laskennassa erityisesti EuroHPC-konsortion kautta olisi pystyttävä maksimaalisesti hyödyntämään. Tämä sisältää paitsi infrastruktuurin hankinnan niin myös kansainvälisen tutkimusyhteistyön lisäämisen, koulutuspalvelut, sekä tutkimusyhteistyön mahdollisuuksien luomisen teollisuuden kanssa erityisesti EuroHPC-ympäristöjä hyödyksi käyttäen. Parhaimmillaan tämä luo pohjan kunnianhimoisille tutkimushankkeille, luo merkittävästi uutta huippuosaamista Suomeen, vahvistaa yritysten ja yliopistojen yhteistyötä, sekä auttaa houkuttelemaan maahamme ulkomaisia huippuosaajia.
Toimenpide-ehdotukset:
- On mahdollistettava ennustettava, pitkäaikainen tieteellisen laskennan infrastruktuurin rahoitus, joka mahdollistaisi tärkeiden suurinvestointien lisäksi tiheämmät infrastruktuurin päivityssyklit nopeasti muuttuvassa tieteellisen laskennan toimintaympäristössä.
- Tieteellisen datan koko elinkaaren aikaisen hallinnan viitearkkitehtuurin laatiminen tulee käynnistää. Tämän tulee sisältää myös suurten datamassojen pitkäaikaistallennuksen ja sille vaadittavan pitkän aikavälin rahoituksen suunnitelman. Suurten datamassojen pitkäaikaissäilytyksen vaatima infrastruktuuri avoimen tieteen periaatteiden mukaisesti on tärkeä tulevaisuuden kehityskohde.
- Korkeakoulujen ja tutkimuslaitosten oman tieteellisen laskennan osaamisen parantaminen olisi on tärkeää, esimerkiksi ammattimaisia Research Software Engineer ja Data Scientist -tehtäviä avaamalla korkean tason , tutkimuksen tueksi ja tieteellisen laskennan käyttäjäkunnan laajentamiseksi. CSC voisi toimia verkoston koordinoijana. Tällainen verkosto sekä tieteellisen laskennan palvelujen ja koulutuksen parempi saatavuus mahdollistaisivat mahdollistavat yhä laajemman käyttäjäkunnan saamisen tieteellisen laskennan piiriin, sekä tieteellisen laskennan palvelujen yhä nykyistäkin tehokkaamman hyödyntämisen. Verkoston koordinoijana toimii CSC.
- Keskitetyn kansallisen infrastruktuurin palvelujen kehittämisen ohella myös tutkimuslaitosten Tutkimuslaitosten ja korkeakoulujen oman laskentainfrastruktuurin päivittäminen kehittäminen erityisesti ohjelmistojen kehitysympäristöinä sekä suuria datamääriä tuottavien instrumenttien tiedon prosessointiin on tärkeää keskitetyn kansallisen infrastruktuurin tutkijalähtöisen palvelujen kehittämisen ohella.
- Eurooppa-tason yhteistyötä tulee lisätä paitsi sekä infrastruktuurihankinnoissa niin myös että tieteellisen laskennan koulutuksessa ja aihepiirin sen tutkijoiden kansainvälisessä verkottamisessa.
- Tutkimuksen ja elinkeinoelämän yhteishankkeiden mahdollistavien yhteishankkeita mahdollistavia rahoitusohjelmia ja toimintatapoja pitää tulee kehittää huomioiden huomioimalla myös EuroHPC/Lumi-infrastruktuurin tuomat uudet mahdollisuudet, mukaan lukien . Business Finlandin rooli roolia yrityspuolen TKI-rahoituksessa kehitetään.
- Vahvistetaan palveluiden laadun kehittämistä yhteistyössä asiakasorganisaatioiden kanssa hyödyntäen dataa ja raportteja palveluiden käytöstä ja asiakastyytyväisyydestä.
- Tieteellisen ja dataintensiivisen laskennan kyvykkyyksien kehittämistä tukevia tutkimusohjelmia tulisi tulee avata Suomen Akatemian kautta.
Tieteellisen Laskennan Yhteistyöfoorumi
...