Realizujeme excelentní výzkum v oblasti velmi náročných výpočtů, zpracování rozsáhlých dat a umělé inteligence.

IT4Innovations je rovněž výzkumným a vývojovým centrem se silnými mezinárodními vazbami a jako takové je aktuálně zapojeno v řadě prestižních mezinárodních organizací (PRACE, ETP4HPC, EuroHPC, I4MS, BDVA, EUDAT CDI, HiPEAC a Eurolab4HPC) a v desítce mezinárodních projektů financovaných zejména z programu Horizont 2020.

Superpočítače pomáhají všem odborníkům pochopit komplikované systémy a umožňují předpovědět jejich další vývoj. Uplatní se všude tam, kde by to jinak bylo v podstatě nemožné, velmi nákladné nebo by klasické metody trvaly velmi dlouhou dobu. V IT4Innovations superpočítače využíváme převážně při návrhu nových materiálů a léčiv, k vývoji nových produktů, analýze rozsáhlých dat a optimalizaci výrobních procesů, a to vše často s využitím algoritmů umělé inteligence. 

VÝZKUMNÉ VLAJKOVÉ LODĚ IT4INNOVATIONS

Každé 3 roky IT4I vybírá výzkumné aktivity s největším vědeckým dopadem a socioekonomickým přínosem. Aktuálně jsou vybrány hodnotící komisí z řad členů mezinárodní Vědecké rady Centra excelence IT4Innovations tyto 3 výzkumné vlajkové lodě (anglicky flagships):

ESPRESO, Knihovna masivně paralelních řešičů pro inženýrské aplikace

Řešitel: Ing. Tomáš Brzobohatý, Ph.D.

Nejnovější technologický pokrok v oblasti výpočtů přinesl významnou změnu v koncepci návrhu nových produktů, řízení výroby nebo autonomních systémů. V posledních několika letech jsme byli svědky výrazného přechodu k virtuálnímu prototypování a postupného tlaku na integraci velké části průmyslového sektoru do tzv. čtvrté průmyslové revoluce. Hlavním cílem tohoto flagshipu je vytvořit robustní open-source balíček použitelný pro širokou škálu komplexních inženýrských simulací v oblastech jako je strojírenství, stavebnictví, biomechanika a energetika. Open-source řešení umožňuje vytvářet automatizované simulační řetězce založené na modelu „HPC jako služba“ (HPC-as-a-service), jako jsou automatizované systémy pro tvarovou nebo topologickou optimalizaci. Při vývoji nových komponent knihovny ESPRESO jsou používány vysoce škálovatelné metody umožňující plné využití výpočetních kapacit nejmodernějších superpočítačů.


Návrh materiálů – blíže realitě prostřednictvím exascalových výpočtů

Řešitel: Ing. Dominik Legut, Ph.D.

Od pokroku v HPC hraje v našem životě klíčovou roli simulace chování materiálů. Tato skutečnost se ještě více prohloubila v okamžiku, kdy se objevil způsob, jak provádět kvantové mechanické výpočty za účelem získání elektronové struktury materiálů a jejího chování k vazbě na mnoho fyzikálních a chemických vlastností. Výpočty prvních principů (ab initio) jsou v současné době přístupem bez parametrů pro i) ověřování experimentů ii) pro simulaci podmínek nebo výpočet vlastností materiálů, které nejsou přímo přístupné nebo měřitelné iii) pro návrh nových materiálů. V rámci flagshipu se zabýváme základními a nejmodernějšími tématy, jako je navrhování jaderných palivových materiálů z radioaktivních sloučenin pro jaderné reaktory IV. generace, ultrarychlá magnetická dynamika pro ukládání nových dat, komplexní spintronická zařízení využívající multiferroitu a inženýrství použitelných materiálů při hraničních teplotách a tlaku, např. nové permanentní magnety.


HPC platformy pro spouštění vědeckých úloh

Řešitel: Ing. Jan Martinovič, Ph.D. a Ing. Stanislav Böhm, Ph.D.

Hlavním cílem většiny superpočítačových center je snížení vstupních bariér do světa vysokovýkonného počítání (HPC) pro všechny uživatele z výzkumných institucí, průmyslové sféry, nemocnic, institucí státní správy, aj., aniž by došlo ke snížení rychlosti provádění výpočtů. Výzkumný tým sdružený v rámci tohoto flagshipu se zabývá vývojem konceptu HPC jako služba (HPC-as-a-Servis / HaaS), který pro superpočítačová centra představuje komplexní řešení dostupnosti jejich HPC služeb pro mnohem širší okruh uživatelů. V IT4Innovations se konkrétně vyvíjí platforma High-End Application Execution Platform (HEAppE Platform). Nezaměřuje se na jeden konkrétní typ hardwaru pro současné vysokovýkonné a budoucí exascalové výpočetní systémy, nýbrž k využití na různých systémech a v různých superpočítačových centrech. Jejím prostřednictvím mohou všichni uživatelé využívat technologie, aniž by museli vynakládat investice na pořízení hardwaru. Velkou část pracovní zátěže vysokovýkonných výpočetních systémů také představují výpočetní plány (pipelines) pro řešení vědeckých úloh vytvářené oborovými specialisty, kteří nemají hlubší znalosti a zkušenosti s HPC technologiemi. 

Záměrem výzkumného týmu je tedy pokračovat ve vývoji jak programovacích modelů, díky kterým dokážou uživatelé jednoduše definovat závislosti mezi výpočetními úlohami, tak i runtime vrstev umožňujících vytvoření výpočetního plánu, který pak uživatelé mohou spustit v rozsáhlých distribuovaných prostředích (např. vlastní software HyperLoom). V neposlední řadě je cílem také zpřístupnit výsledky a maximalizovat tak jejich potenciální dopad. 

 

 

 
8
členství
v mezinárodních organizacích
25+
mezinárodních projektů
20+
národních projektů
150+
mil. Kč
průměrný roční příjem z projektů

Vybrané projekty

Large-scale Execution for Industry & Society

Cílem projektu je vytvořit pokročilou inženýrskou platformu, a to využitím moderních technologií, jako jsou vysoko-výkonnostní počítání, velmi rozsáhlá data a cloudové služby. Přínosy projektu LEXIS budou demonstrovány ověřením využití platformy ve třech pilotních řešeních vhodných pro průmyslová odvětví jako například letectví, počasí a podnebí, zemětřesení a tsunami.

lexis-project.eu

Performance Optimisation and Productivity 2

Projekt POP2 navazuje na aktivity úspěšně realizované v rámci Centra excelence POP a dále je rozšiřuje. Hlavní náplní projektu je asistence s analýzou paralelních aplikací, identifikace problémových částí kódů a doporučení optimalizačních technik vedoucích k vyššímu výkonu a lepší škálovatelnosti dané aplikace.

pop-coe.eu

 

Cloudification of Production Engineering for Predictive Digital Manufacturing

Posláním projektu je přispět k účinnému využívání výkonných výpočetních zdrojů evropskými malými a středními výrobními podniky, a tím i ke zvýšení jejich konkurenceschopnosti. Náplní projektu je optimalizace výrobních procesů a produktivity podniků pomocí modelování a simulací založených na využívání HPC s využitím cloudových služeb.

cloudifacturing.eu

 

Další výzkumné projekty IT4Innovations