Kajaanin Kaukametsässä 12.9.-24 pidetyssä seminaarissa ”Kainuu Digital Summit” esiteltiin datatalouden kysymyksiä ja menestystekijöitä Kainuussa, Suomessa ja Euroopassa. Suurteholaskenta, supertietokoneet, datakeskukset ja niiden ympärille kehittynyt ekosysteemi muodostaa kokonaisuuden, jonka eteen on Kainuussa tehty työtä pitkään. Viime vuosina tämän työn hedelmistä on päästy nauttimaan kun Tieteen tietotekniikan keskus CSC:n ja EuroHPC -yhteistyön (LUMI-supertietokone) myötävaikutuksella Kajaaniin on sijoittumassa useita datakeskuksia. Myös toiminnan edellytysten fyysiset puitteet ja sitä palveleva koulutus ja osaaminen on Kajaanissa kunnossa.
Tietoyhteiskunta käsitteenä on viime aikoina korvautunut datataloudella. Tieto tuotannontekijänä on hyvin konkreettisesti läsnä Kajaanin Renforsin rannassa, missä tietojenkäsittely (supermittakaavassa) symboloi uutta taloutta, jossa supertietokoneet ja datakeskukset jauhavat ja jalostavat tietoa tieteen ja huippututkimuksen palveluksessa.
Euroopan suurteholaskennan yhteisyritys (EuroHPC -konsortio) on erinomainen esimerkki Euroopan laajuisesta yhteistyöstä suurteholaskennan ja supertietokoneiden hyödyntämiseksi tieteellisen laskennan ja huippututkimuksen saralla. Yhteisenä ponnistuksena ja sijoituksena EU ja sen jäsenvaltiot ovat investoineet valtavasti yhteistyön mahdollistamiseksi.
Eurooppalaisen suurteholaskennan kehitys ja merkitys
Kun hakukoneeseen syöttää hakusanaksi suurteholaskenta, määritelmäksi voi saada esimerkiksi, että suurteholaskenta on tietojenkäsittelyä, jossa käsitellään laskennallisesti niin vaativia tieteellisiä ja teknisiä tehtäviä, ettei laskentaa voida suorittaa tavallisilla tietokoneilla. Suurteholaskentaa suoritetaan supertietokoneilla. Kun puhutaan suurteholaskennan yksiköistä, on huomioitava useita vaatimuksia, kuten sähköverkon toimintavarmuus, tietoliikenneverkot ja jäähdytysmahdollisuudet datakeskuksessa. Kyseessä ovat suuret ja kalliit kokonaisuudet, joilla on myös suurta strategista merkitystä ja jotka siksi vaativat yleensä monikansallista yhteistyötä. Kansainvälisesti suurteholaskennasta käytetään termiä High Performance Computing eli HPC.
Supertietokoneet ovat välttämättömiä, jotta Eurooppa pystyy saavuttamaan ilmasto-, energia- ja liikennetavoitteensa. Niitä tarvitaan myös kansallisen turvallisuuden, puolustuksen ja omavaraisuuden varmistamiseen.
Euroopan suurteholaskennan yhteisyritys EuroHPC on EU:n, Euroopan maiden ja yksityisten kumppanien yhteinen aloite maailmanluokan suurteholaskentaekosysteemin kehittämiseksi Eurooppaan. Lyhyesti summattuna sen tavoitteena on parantaa Euroopan kansalaisten elämänlaatua, edistää tiedettä, parantaa teollisuuden kilpailukykyä ja varmistaa Euroopan teknologinen riippumattomuus. Nämä kaikki ovat suuria asioita turbulentissa maailmantilanteessa.
Eurooppalainen suurteholaskennan yhteistyö ei ole mitään uutta, sillä se on alkanut jo noin neljännesvuosisata sitten. Tuolloin ei kylläkään vielä rahoitettu itse laitteistoja, vaan erilaisia projekteja. Tänä päivänä yhteistoiminta on strategisesti merkittävää, ja yhteisyritys on varustanut jo kahdeksan supertietokonetta sekä alkanut varustaa uudenlaisia laitteistoja, joiden teho nousee aivan uusiin ulottuvuuksiin. Nykyiseen muotoonsa EuroHPC-yhteisyritys on perustettu vuonna 2018 Euroopan neuvoston asetuksella.
EuroHPC -yhteisyrityksen kumppanimaat
EuroHPC-yhteisyritystä rahoittavat yhdessä sen osallistujamaat ja yksityiset osakkaat. Yhteisyrityksen talousarvio on noin 7 miljardia euroa kaudella 2021–2027. Osallistuvat valtiot investoivat yhtä paljon, kun taas yksityisten osakkaiden rahoitusosuus on 900 miljoonaa euroa
Kajaani on kehityksen aallonharjalla
Kajaani on jo pidempään ollut aktiivisesti mukana suurteholaskennan yhteistyökuvioissa. Aluksi tietysti Kainuussa tehtiin paljon taustatyötä ja valmistelua, jotta pienen maakunnan toimijat saatiin esille vakavasti otettavina yhteistyökumppaneina. Kajaanin olosuhteet ja toimijoiden asiantunteva ote kuitenkin puhuivat puolestaan, ja Renforsin rannan LUMI-supertietokone valittiin toteutettavaksi vuonna 2019, saaden poikkeuksellisen laajan kannatuksen eri jäsenmaiden edustajilta. Esimerkiksi suomalaisen yhteiskunnan vakaus, datakeskuksen jäähdyttämiselle suotuisa kylmä ilmasto ja energian saatavuus sekä vihreys olivat hyviä syitä sijoittaa sellainen juuri Kajaaniin. Renforsin rannassa oli lisäksi valmiita, tarkoitukseen sopivia tiloja. Datakeskuksen tuottama hukkalämpö voidaan myös hyödyntää Kajaanissa edelleen, mikä tekee supertietokoneesta erityisen ”vihreän” verrattuna sen kilpailijoihin. Ympäristöasioita kun ei nykyisin voi liikaa painottaa.
Palveluja datakeskuksen asiakkaille alettiin Renforsin rannassa tuottaa vuonna 2022. Kohteena LUMI onkin sen jälkeen ollut menestyksekäs, lunastaen varsin tunnollisesti kaikki ennakkoon annetut lupaukset, ja voittaen myös kansainvälisiä kilpailuja. Viime aikoina on myös kuultu uutisia uusista konesali-investoinneista. Ostettuaan Herman IT:n konesalin Borealis Data Center toimii jo Kajaanissa, investoiden ja kehittäen toimintaansa edelleen. Brittiläinen XTX Markets on jo aloittanut rakentamaan laajaa datakeskusta, ja viimeisimpänä Otanmäkeenkin on aloitettu kaavoittamaan uutta sijaintia toistaiseksi nimeään julkaisemattoman toimijan tarpeita silmällä pitäen. Kyllä Kainuussakin siis osataan ja pystytään, siinä missä Euroopan suurissa kaupungeissakin!
LUMI-supertietokoneen laskentateho tällä hetkellä on huimat 380 petaflopsia eli 380 miljoonaa miljardia laskutoimitusta sekunnissa. Sen laskentateho vastaa siis yli 1,5 miljoonan läppärin laskentatehoa. LUMI pystyy tekemään paljon monenlaisia asioita, muutamana nostona voidaan mainita eri alojen simulaatioita ja tekoälymallinnuksia, data-analytiikkaa ja säähän liittyviä ennustuksia. LUMIn merkitys suomalaiselle tutkimus- ja kehittämistoiminnalle sekä elinkeinoelämälle onkin merkittävä. Asiaa voidaan peilata vaikkapa siitä näkökulmasta, että erään tutkimuksen mukaan jokainen suurteholaskentaan Suomessa sijoitettu euro tuo vähintään 25-kertaisen tuoton.
Kainuun liiton henkilökuntaa vierailulla LUMI-supertietokoneella
Mitä tulevaisuus tuokaan?
Kun eurooppalaista HPC-yhteistyötä käynnisteltiin 25 vuotta sitten, oli maailma monessa suhteessa hyvin erilainen. Tietoyhteiskunta on ottanut tähän päivään mennessä jättimäisen harppauksen. Kuinka monella keskivertosuomalaisella oli esimerkiksi älypuhelin ennen vuotta 2000? Missä määrin ja mihin tarkoituksiin käytimme sitä ennen kotitietokoneita, internetiä ja matkapuhelimia? Miten maksoimme silloin laskumme, miten katsoimme elokuvamme ja suosikkisarjamme? Kuluttajien käyttämän datan määrä on lisääntynyt huimasti, mutta vähintäänkin samassa suhteessa ovat muuttuneet myös yritykset, tutkimus ja kehitystoiminta ja työelämä, käyttäen yhä enemmän dataa jokapäiväisessä työssään.
Tulevaisuuden kehityskin näyttää huimalta. Nykyään puhutaan jo tekoälyjohtoisista järjestelmistä ja keksitään uusia mittayksikköjä yhä tehokkaammalle laskentakapasiteetille. Miltähän maailma voikaan näyttää vuonna 2050, ja mitä tietokoneilla silloin tehdään?
Joka tapauksessa kehitys on niin huimaa, että myös laitteet vanhenevat nopeasti. Myös LUMI -supertietokoneen kilpailukykyinen käyttöaika on päättymässä vuonna 2027, joten sen korvaamisen valmistelu on jo käynnistetty. Suurteholaskennan tulevaisuus Kajaanissa riippuu siitä, miten konsortio pärjää tulevissa kilpailutuksissa. Tähänastiset tulokset kuitenkin näyttävät varsin hyviltä, ja tulevaisuus valoisalta. Jo sovittu investointi turvaa toiminnan vuoteen 2030 saakka. Nyt on aika panostaa parhaan mahdollisen datakeskusekosysteemin rakentamiseen, joka tuo alueelle lisää työpaikkoja, osaajia ja investointeja.
Juuri julkaistu uusi askel ovat niin kutsutut AI factories, esimerkiksi LUMI-supertietokoneen seuraaja lukeutuu niiden alle. Suomen valtio on korvamerkinnyt yli 200 milj. euroa uuteen supertietokoneeseen Kajaanissa LUMIn käyttöä jatkamaan vuodesta 2027 eteenpäin. Näin Kainuussa toimiva datakeskus- ja suurteholaskennan ekosysteemin toiminta turvataan isoimman investoinnin eli supertietokoneen osalta. Toki EuroHPC -konsortion muiden maiden toimijoiden ja rahoitusten vahvistamista vielä odotellaan. Kainuu pysyy kehityksen aallonharjalla jatkossakin.
LUMIn yrityskäyttö on kasvussa
Suuri osa LUMIn palveluista menee tutkimus- ja kehittämislaitosten käyttöön. Tarjolla on myös erilaisia yhteistyömalleja, joiden kautta sen palveluja voidaan käyttää yrityksissä. Maksullisten palveluiden hinnasto on julkinen ja edullinen, sillä LUMI ei tavoittele voittoa. Esimerkiksi akateemisten partnerien kautta elinkeinoelämä pääsee kuitenkin käyttämään LUMIn kapasiteettia ilmaiseksi, niin kauan kuin tulokset ovat yleisesti julkaistavissa. Elinkeinoelämän ja oppilaitosten yhteistyö siis tarjoaa suuria mahdollisuuksia, joita ei vielä täysin ole hyödynnetty.
Voidaan myös sanoa, ettei yrityskentällä vielä nykypäivänäkään välttämättä ole aivan tarvittavaa ymmärrystä ja valmiuksia suurteholaskennan hyödyntämiseen. Viime aikoina onkin yhä enemmän käytetty resursseja elinkeinoelämän tukemiseen suurteholaskennan käytössä.
AIKA DIH – Digital Innovation Hub on ekosysteemi, joka tarjoaa yrityksille tukea liiketoiminnan digitalisaatioon ja uusien innovatiivisten ratkaisujen kehittämiseen. AIKA-ekosysteemin kumppaneiden kautta yritykset voivat hyödyntää uusimpia digitaalisia teknologioita, kuten tekoälyä (AI), superlaskentaa ja data-analytiikkaa liiketoiminnassaan ja tuotekehityksessä. AIKA-hanketta toteuttaa Kajaanin ammattikorkeakoulu läheisessä yhteistyössä CSC:n ja CEMIS-tutkimus ja koulutuskeskusken kanssa.
Yksi yritysesimerkki on yrityskäytöstä on puualalle koneita ja ratkaisuja tuottava Raute Oy, jolla on jo yli satavuotinen historia. Nykyisin yritys on hyvin kansainvälinen ja toimii 11 eri maassa eri puolilla maailmaa. Yritys voi toimittaa asiakkailleen paitsi yksittäisiä ratkaisuja, myös kokonaisia, monimutkaisia tuotantolaitoksia, joissa syntyy, käsitellään ja analysoidaan paljon erilaista tietoa. Kajaanin yksikkö keskittyy enemmänkin softaan ja on tutkimus- ja kehittämispainotteinen. Rauten LUMI-yhteistyö lähti käyntiin vuodesta 2022, aluksi hieman hitaasti, koska yrityksessä ei heti itsekään ymmärretty, mitä suurteholaskennalta halutaan tai toivotaan, ja mitä sinne maksetulle rahalle saadaan vastineeksi. Yhteistyö on edelleen alkumetreillään, ja yrityksessä opetellaan edelleen suurteholaskennan tarjoamia mahdollisuuksia, mutta se on nähty varsin hyödylliseksi.
Pähkinänkuoreen tiivistettynä Raute kerää eri yksiköstään dataa, joka ladataan LUMIn analysoitavaksi. Tulokset saadaan käytännössä yhden työpäivän aikana, eli merkittävästi nopeammin kuin aiemmilla ratkaisuilla. Ällistyttävän suuren datamäärän heinäsuovasta löydetään suurteholaskennan avulla se pieni neula, jota tuotannon kehittämiseksi ja tuloksen parantamiseksi kulloinkin tarvitaan.
Iiwari Tracking solutions puolestaan kehittää sisäpaikannusteknologiaa ohjelmistoyrityksille, joten datan käsittelyn voidaan sanoa olevan heidän päätyötään. Näin ollen AIKA-yhteistyön suunnittelua ei ehkä olekaan koettu kovin hankalaksi. Myös AIKA-tiimin asiakaslähtöinen työskentelytapa kerää yritykseltä kehuja – asiakkaan kanssa ei keskusteltu liian teknisellä taholla, vaan asiakkaan tarpeet ymmärtäen. Suurteholaskenta tarjoaa hyvät mahdollisuudet kunkin asiakaskohteen suunnittelulle.
Kajaanin Renforsin rannan yritysalueella on tilaa ja energiaa riittävästi tarjolla
Vihreän siirtymän ja digitalisuuden vaatimukset ohjaavat tulevaisuuden kehitystä
Datatalous, digitalisaatio, datakeskukset ja suurteholaskenta olivat teemana Kainuu Digital Summit -konferenssissa 12.9.-24 Kajaanin Kaukametsän tiloissa. Seminaari tarjosi paljon informaatiota datatalouden nykytilasta ja ennen kaikkea sen näkymistä lähitulevaisuuteen. Vihreä siirtymä ja negatiivinen hiilijalanjälki ovat avaintekijöitä kaikissa suunnitelmissamme toimialasta riippumatta. Niin myös datakeskuksia ja niiden käyttöä ja toimintaa ajatellen. Keskusten ekologisuus, hukkalämmön käyttö ym. ympäristökysymykset ovat yhä tärkeämpiä tulevaisuuden sijaintipaikkoja valittaessa. Seminaarissa kysyttiin myös miten loppukäyttäjät saisivat paremmin tietoa datakeskusten kestävyyteen ja ympäristönäkökulmiin liittyvistä seikoista.
LUMI-supertietokoneen yrityskäyttöä pyritään aktivoimaan ja yrityksiä houkutellaan mukaan testaamaan palveluja jopa ilmaiseksi. Kokonaan ilmaista ei LUMIn yrityskäyttö kutenkaan ole. Yksi esimerkki ja kohde yrityskäytölle voisivat olla sähköiset rahtikirjat ja hiilijalanjäljen integroiminen niihin. LUMI auttaa omalta osaltaan ratkaisuissa aina hiilijalanjäljen pienentämisestä positiivisen hiilikädenjäljen jättämiseen.
Kainuulaisille toimijoille ja koko datakeskusekosysteemille on luvassa edelleen hyviä aikoja uuden EuroHPC -konsortion supertietokoneen investoinnin ja uusien datakeskusten sijoittumisen myötä. Työ jatkuu ja toimintaympäristön kehitys näyttää lupaavalta. Kainuun liitossa rahoittajan ja aluekehitysorganisaation roolissa on erityistä syytä tyytyväisyyteen toimialan kasvun ja kehittämishankkeiden toteutuksen suhteen. Datakeskustoimiala ja suurteholaskenta on hyvää eurooppalaista yhteistyötä ja kansallista sekä EU-tason strategista toimintaa. Kainuu on kehityksen keskiössä samalla vahvasti vihreän ja digitaalisen siirtymän tavoitteita toteuttaen.
Minna Mustonen ja Eero Vilhu,
Europe Direct Kainuu, Kainuun liitto
Lisätietoja
Front Page – LUMI (lumi-supercomputer.eu)
Euroopan suurteholaskennan yhteisyritys | Shaping Europe’s digital future (europa.eu)
