Polmrak prostorne kripte razsvetljujejo utripajoče lučke na velikih črnih omarah, zaščitenih s steklenimi stenami, v prostoru pa do stopinje natančno uravnavajo klimo. Mare Nostrum je najmočnejša računalniška gruča v Evropi, a ni edina te vrste, in kar je najpomembneje, povezana je s številnimi podobnimi "svetišči" nove tehnologije, ki znanstvenikom omogočajo reševanje zapletenih nalog in obdelavo podatkov.

Ljudje že po naravi iščemo ali ustvarjamo probleme, ki jih potem skušamo rešiti, še posebej dobro pa gre to od rok znanstvenikom. Vse se je začelo pred leti, ko je Evropski laboratorij za jedrske raziskave, s kratico poimenovan tudi Cern, pri Ženevi začel graditi Veliki hadronski trkalnik (LHC), na katerem bodo v vrsti mednarodnih eksperimentov izvajali poskuse, s katerimi bodo poskušali poustvariti pogoje blizu začetka vesolja. Prof. dr. Marko Mikuž z Odseka za eksperimentalno fiziko delcev Instituta Jožef Stefan, ki je med ustanovnimi člani enega največjih eksperimentov LHC, eksperimenta ATLAS, primerja ta čas z obdobjem, ko je v Cernu pri vzpostavitvi prejšnjega trkalnika nastal svetovni splet: "Takrat smo internet uporabljali za izmenjavo dokumentov, tokrat pa bomo v novem trkalniku s pomočjo tehnologije grid izpeljali vrsto zahtevnih poskusov. Upam si trditi, da zaradi naših potreb na neki način vzpostavljamo novo obliko svetovnega spleta, računski splet."

Tehnologija grid je računalniške gruče na različnih koncih Evrope povezala v enotno omrežje, ki se obnaša kot superračunalnik izjemnih zmogljivosti. Predstavljajte si, da računalniške gruče iz številnih evropskih držav s pomočjo posebne programske opreme delujejo skupaj, grid pa računske naloge in podatkovna opravila med njimi deli in usklajuje. "Raziskovalec v pisarni inštituta v Ljubljani ima tako za svoje analize na voljo na tisoče procesorjev in stotine terabajtov diskovnega prostora iz vse Evrope. Vsi ti računalniki računajo za nas in so nam na razpolago," razlaga Jan Jona Javoršek z Odseka za eksperimentalno fiziko delcev. Omenjeni fizikalni poskus v Cernu, pri katerem sodeluje 2100 fizikov in inženirjev iz 167 ustanov ter 37 držav, bo v enem letu proizvedel približno 1 petabajt podatkov. "Kam naj jih spravimo in s čim naj jih obdelamo, je tu glavno vprašanje," pojasnjuje Javoršek in ponazarja: "To je približno 1,5 milijona zgoščenk, ki bi zložene druga na drugo segale do stratosfere. V obliki DVD-medijev bi to pomenilo 45 let neprekinjenega filma".

Jasno je, da bo za obdelavo podatkov, pridobljenih v poskusih v Cernu, potrebna izjemna računska moč, hkrati pa bodo morali podatke nekam shraniti. "Moram poudariti, da bi bila gradnja dovolj zmogljivega računalniškega centra v Cernu praktično nemogoča. Nobena še tako zmogljiva računalniška gruča ne bi zadostila tamkajšnjim potrebam," dodaja doc. dr. Borut Paul Kerševan z Odseka za eksperimentalno fiziko, zato so rešitev našli v vzpostavljanju omrežij grid, ki so izkoristila številne obstoječe računalniške gruče in na evropski celini ustvarila supergručo.

Takšna rešitev naraščajočih potreb po računalniških zmogljivostih v znanosti je bila le še vprašanje časa, svoj delež pa smo prispevali tudi pri nas. Na Institutu Jožef Stefan deluje gruča z imenom SiGNET, ki bo do konca meseca štela 520 procesorjev s 64 bitnimi jedri in razpolaga z več kot 200 terabajti diskov. SiGNET sodeluje v nordijskem omrežju grid NorduGrid in v okviru projekta EGEE (Enabling grid for e-science) od leta 2004 tudi v evropskem omrežju grid ter je od takrat prispevala nezanemarljiv delež računskega časa pri reševanju različnih problemov.

Podobne znanstvene in raziskovalne ustanove s takšnimi gručami so s tehnologijo grid dobile možnost, da lastne gruče iz lokalnega okolja povežejo v mednarodno supergručo, ki deluje kot veliko podatkovno skladišče in nekakšen razpršen navidezni superračunalnik. "Danes ne morete odkrivati velikih stvari na mizici s svinčnikom in papirjem. Potrebujemo tehnologijo, ki je prignana do skrajnih meja," pravi Mikuž in pojasnjuje, da je znanost nestrpno čakala na ta preboj. "Evropski grid deluje prek 10-gigabitnih povezav, v prihodnosti pa bodo na voljo tudi bolj zmogljivi vodi," pravi Borut Paul Kerševan.

Domača širokopasovna povezava marsikje v Sloveniji še vedno poteka prek dveh bakrenih žičk, po katerih večina uporabnikov pretaka podatke s svetovnega spleta z zmogljivostjo 1 megabita na sekundo, tehnologija grid pa uporablja snope optičnih kablov, ki imajo desettisočkrat večjo zmogljivost prenosa podatkov. "Tako lahko grid nekaj, kar bi posamezen zmogljiv računalnik obdeloval več let, izračuna v nekaj sekundah," dodaja Kerševan.

Možnosti, ki jih ponuja grid, so tako številne in pomembne, da je grid v Evropski uniji postal eden od elementov razvojnih projektov in del enotne evropske raziskovalne infrastrukture v okviru enotnega evropskega raziskovalnega prostora. Tako je na področju tehnologije grid EU prehitela Združene države Amerike in Azijo. "Ta razvoj je na številnih znanstvenih področjih obrnil beg možganov, saj znanstveniki spet želijo delati v Evropi, ker imajo tu najboljše tehnološke možnosti in tudi boljše možnosti za sodelovanje," dodaja Javoršek. Tehnologija grid pa ni ponudila novih priložnosti samo na področju fizike. Omogočila je obsežnejše in hitrejše modeliranje biomedicinskih komponent za iskanje protivirusnih zdravil (na primer proti virusu ptičje gripe), uporabljajo jo pri astrofiziki, v biotehnologiji, farmakologiji, meteorologiji, gradbeništvu, videotehnologiji, industrijskem modeliranju in finančnih analizah. "Organizacije, inštituti in univerze imajo s tehnologijo grid na razpolago izjemno računsko moč in podatkovne zmogljivosti, o katerih so prej lahko le sanjali," opozarja Kerševan in navaja tudi druge primere uporabe: "Namesto da velika država kupi veliko število računalnikov za analizo prometa, lahko ureditev prometne signalizacije na celotnem ozemlju analizira tako, da uporabi grid. Enako lahko ravna pri modeliranju nevarnosti cunamijev." Predvsem to pomeni, da lahko tudi manjši raziskovalni inštituti v manjših državah enakovredno sodelujejo v najsodobnejših raziskavah, saj imajo dostop do ustrezne tehnologije.

Številne možnosti in nova orodja, ki jih tehnologija ponuja, pa bomo morali še odkriti. Delovanje prometne signalizacije, zahtevne simulacije tokov v Sončevi atmosferi, globalne analize vremenskih vzorcev, hitrejše obdelave medicinskih posnetkov za izdelavo tridimenzionalnega modela, ki ga z videosistemom kar med operacijo projicirajo neposredno na pacienta, so zgolj prvi primeri uporabe.

Jan Jona Javoršek na zaslonu pokaže primerjalne tabele delovanja različnih evropskih gruč: "Zanimivo je, da je slovenska gruča SiGNET, ki je na primer v primerjavi z norveškim Titanom, ki ima 2254 procesorjev, relativno majhna gruča, vendarle na prvem mestu po učinkovitosti izrabe procesorjev. Od začetka smo se zavedali, da Slovenija nima sredstev za velike gruče. Včasih pač ni bistvena velikost gruče, ampak to, kako jo upravljaš."

Na Institutu Jožef Stefan v sodelovanju s slovenskim akademskim omrežjem ARNES ustanavljajo slovensko iniciativo za grid, ki bo olajšala dostop do tehnologije raziskovalcem in študentom ter jim ponudila na voljo tudi učno gručo. Kot pravi Javoršek, je "grid v Sloveniji, Evropi in svetu pripravljen, da prinese nove rezultate na novih področjih. Najpomembnejše je, da uporabnikom in raziskovalni skupnosti pokažemo nove možnosti, ki jih to orodje prinaša."