Το Πρόγραμμα

Αναλυτική Περιγραφή

Το προτεινόμενο έργο είναι η δημιουργία ενός υπερυπολογιστή Ιατρικών, Βιολογικών και Οικολογικών δεδομένων βασισμένου σε αναδιατασσόμενη λογική (FPGAs) ο οποίος θα προσφέρει υπηρεσίες σε αντίστοιχα εργαστήρια. Η Ιατρική και η Βιολογία και η Οικολογία είναι πολύ γρήγορα αναπτυσσόμενες επιστήμες με ευρύτατο πεδίο έρευνας. Οι επιστήμονες- ερευνητές έχουν να αντιμετωπίσουν, μεταξύ άλλων, σημαντικά προβλήματα που αφορούν τη διαχείριση  τεράστιου όγκου δεδομένων τα οποία παράγονται καθημερινά στο εργαστήριο και μεγάλους χρόνους επεξεργασίας που απαιτούνται για την εξόρυξη της τελικής-χρήσιμης πληροφορίας. Η σύγχρονη προσέγγιση στη λύση του προβλήματος είναι η χρήση υπερυπολογιστών ή υπολογιστών πλέγματος. Μία διαφορετική προσέγγιση, είναι το προτεινόμενο σύστημα. Θα αποτελείται από δύο υπολογιστές γενικού σκοπού και μια σειρά από κάρτες(boards) με αναδιατασσόμενη λογική στις οποίες θα μπορεί να εκτελεστεί με ταχύτητα το κάθε εφαρμογή που έχει σχεδιαστεί για τον συγκεκριμένο υπολογιστή. 

 Οι υπολογιστές γενικού σκοπού θα έχουν ως ρόλο την διασύνδεση με το διαδίκτυο και τη διαχείριση των χρηστών του υπερυπολογιστή αλλά και τη διασύνδεση με τις κάρτες αναδιατασσόμενης λογικής. Οι κάρτες θα είναι διασυνδεδεμένες είτε με τον υπολογιστή γενικού σκοπού μέσω πολύ γρήγορής διασύνδεσης είτε θα διασυνδέονται μεταξύ τους. Το έργο προβλέπει τη δημιουργία κατάλληλων προδιαγραφών για διασύνδεση (interfaces) τη δημιουργία βιβλιοθηκών που τα υλοποιούν αλλά και βιβλιοθηκών που υλοποιούν χρήσημες κοινές εργασίες όπως πρόσβαση σε εξωτερικές μνήμες, εσωτερική κρυφή μνήμη κλπ. Μετά τη δημιουργία των βιβλιοθηκών θα δημιουργηθούν βασισμένες σε αυτές εξειδικευμένες εφαρμογές Βιοπληροφορικής ενώ θα εισαχθούν και οικολογικά μοντέλα. Οι εφαρμογές που θα επιλεχθούν θα είναι από τις πλέον σημαντικές (πχ NCBI BLAST) ώστε να καταστήσουν τον υπερυπολογιστή ιδιαίτερα χρήσιμο για περισσότερους δυνατόν τελικούς χρήστες. Ο κάθε χρήστης θα έχει το λογαριασμό πρόσβασης από τον  οποίο  θα έχει πρόσβαση σε διάφορες βάσεις  δεδομένων αποθηκευμένες τοπικά. Οι εφαρμογές που θα δημιουργηθούν θα ελέγχουν από τους τελικούς χρήστες για την ορθότητα των αποτελεσμάτων με σειρά πειραμάτων. Αναμενόμενο αποτέλεσμα είναι η μείωση του χρόνου εκτέλεσης των πειραμάτων κατά μέσο όρο 20 φορές ανά εφαρμογή ανά κάρτα με αναδιατασσόμενη λογική. Η λειτουργία με 16 κάρτες συνεπώς θα αντιστοιχεί σε ισοδύναμο 320 υπολογιστών. Ο προτεινόμενος υπερυπολογιστής θα αποτελέσει σημαντικό εργαλείο έρευνας για τους τελικούς χρήστες και θα τους βοηθήσει να γίνουν ιδιαίτερα ανταγωνιστικοί στο ερευνητικό τους πεδίο. Τα εργαστήρια που θα σχεδιάσουν και θα υλοποιήσουν τον υπερυπολογιστή θα έχουν μία πολύ ισχυρή πλατφόρμα στην οποία θα μπορούν να αναπτύσσουν νέες εφαρμογές και να διεξάγουν ερευνητικό έργο. Το κόστος συντήρησης του είναι σημαντικά χαμηλότερο από αντίστοιχους υπολογιστές γενικού σκοπού ενώ η κατανάλωση ενέργειας είναι περίπου 20 φορες χαμηλότερη με σημαντικές επιπτώσεις και στο περιβάλλον.