SDĚLENÍ KOMISE EVROPSKÉMU PARLAMENTU, RADĚ, EVROPSKÉMU HOSPODÁŘSKÉMU A SOCIÁLNÍMU VÝBORU A VÝBORU REGIONŮ

Vysoce výkonná výpočetní technika: evropská pozice v celosvětovém závodu

1. Účel

Toto sdělení vyzdvihuje strategický charakter vysoce výkonné výpočetní techniky (high-performance computing, HPC) jako zásadní přínos pro inovační kapacitu EU a vyzývá členské státy, průmysl a vědeckou obec, aby ve spolupráci s Komisí zvýšily společné úsilí a do roku 2020 zajistily vedoucí postavení Evropy v poskytování a využívání systémů a služeb HPC[1].

Toto sdělení navazuje na sdělení o infrastrukturách IKT pro elektronickou vědu a na závěry Rady, v nichž Rada vyzvala k dalšímu rozvoji „počítačových infrastruktur, jako je partnerství pro vyspělou výpočetní techniku v Evropě (Partnership for Advanced Computing in Europe, PRACE)[2]“, a členské státy rovněž vyzvala, aby „sdílely investice do vysoce výkonných počítačů v rámci projektu PRACE, aby tak posílily postavení evropského průmyslu a akademického prostředí při využívání, vývoji a výrobě moderních výrobků výpočetní techniky, služeb a technologií[3].“

2. K čemu je potřebná vysoce výkonná výpočetní technika?

Snaha o vůdčí postavení v oblasti systémů HPC je motivována jak potřebou účinněji řešit významné společenské a vědecké problémy, jako je například včasné rozpoznání a včasná léčba chorob (např. Alzheimerovy choroby), objasnění funkcí lidského mozku[4], předpovídání vývoje klimatu nebo prevence a zvládání velkoplošných katastrof, tak i potřebou průmyslu provádět inovace výrobků a služeb.

97 % průmyslových společností, které systémy HPC využívají, je považují za nezbytné pro inovace, konkurenceschopnost a schopnost přežít[5]. Vysoce výkonná výpočetní technika umožnila výrobcům automobilů snížit dobu pro vývoj nových platforem vozidel z průměrných 60 na 24 měsíců a zároveň značně zlepšit odolnost vozidel proti nárazům, jejich šetrnost k životnímu prostředí a pohodlí pasažérů. Některé z těchto podniků uvedly, že díky využití vysoce výkonné výpočetní techniky uspořily až 40 miliard EUR. Vysoce výkonná výpočetní technika se využívá i při předpovědi počasí, kterou využíváme při plánování naší každodenní činnosti a na kterou se spoléháme při zvládání drsných povětrnostních podmínek, které mohou způsobovat ztráty na životech a majetku. V Německu využívají nemocnice vysoce výkonnou výpočetní techniku, aby určily, u kterých nastávajících matek bude třeba provést císařský řez, čímž se vyhnou tomu, že se při porodu učiní na poslední chvíli obvyklá a rizikovější rozhodnutí. Vysoce výkonná výpočetní technika je tudíž pro schopnosti evropského průmyslu i pro občany EU naprosto zásadní.

Na makroekonomické úrovni se ukázalo, že návratnost investic do vysoce výkonné výpočetní techniky je nesmírně vysoká a že společnosti i země, které do vysoce výkonné výpočetní techniky investují nejvíce, zaujímají vedoucí postavení ve vědě i ekonomice. Pokrok v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky, jako například nové výpočetní technologie, software, energetická účinnost, aplikace pro ukládání dat atd., se dále odráží v ostatních odvětvích IKT i na hromadném spotřebitelském trhu a do pěti let od jejich zavedení v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky jsou k dispozici i v domácnostech. Stejně tak se pokročilé výpočetní technologie vyvinuté pro spotřebitele (např. energeticky účinné čipy, grafické karty) ve stále větší míře používají v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky.

3. Evropský trh s vysoce výkonnou výpočetní technikou

Silnou stránkou Evropy je uplatňování vysoce výkonné výpočetní techniky a vývoj vyspělého softwaru a služeb. I přesto se však dodavatelé vysoce výkonné výpočetní techniky v EU v roce 2009 podíleli na trhu pouze 4,3 %5. Většina výrobců vysoce výkonné výpočetní techniky v EU zanikla před začátkem nového tisíciletí. Naopak superpočítače vyrobené v USA od té doby získaly 95% podíl na trhu EU.

Poptávka po vysoce výkonné výpočetní technice vzniká u tří hlavních skupin: v odvětví státní správy, které se zabývá problematikou strategické národní bezpečnosti; v odvětví veřejného výzkumu a inovací, které zahrnuje počítačová střediska, jež jsou buď napojená na vysoké školy, nebo existují jako centralizované vnitrostátní subjekty; a v průmyslu. Z hlediska objemu trhu je trh EU se systémy HPC poměrně malý - v roce 2009 to bylo přibližně 630 milionů EUR, jeho objem však celosvětově narůstá a od roku 2005 se složená roční míra růstu (CAGR) zvýšila o 3 %. Přibližně dvě třetiny tohoto trhu závisí na veřejných financích. Hodnota širšího celosvětového trhu s vysoce výkonnou výpočetní technikou (systémy HPC, ukládání dat, middleware, aplikace a služby) dosáhla v roce 2010 14 miliard EUR (přičemž přibližně 32 % připadalo na Evropu) a jeho složená roční míra růstu byla 7,5 %5.

Pokud jde o již zavedenou kapacitu, ztratila EU v období 2008–2010 10 % své kapacity v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky, zatímco jiné země své úsilí v této oblasti během stejného období zvýšily. V roce 2011 měly jak USA, tak Japonsko více kapacity v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky než všechny země EU dohromady[6] a kapacita v Číně byla vyšší než u kteréhokoliv jednotlivého členského státu. Čína a Rusko vyhlásily oblast vysoce výkonné výpočetní techniky za strategickou prioritu a podstatně vystupňovaly své úsilí. V EU je v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky k dispozici méně zdrojů, v důsledku čehož vědecké know-how, které na vysoce výkonné výpočetní technice rozhodujícím způsobem závisí a ovlivňuje vývoj nových systémů HPC, v Evropě slábne. Je možné, že dojde k tomu, že se vědci přemístí do jiných částí světa, aby mohli provádět svůj výzkum tam, kde mají s ohledem na vysoce výkonnou výpočetní techniku lepší podmínky.

V EU existuje mnoho úspěšných vědeckých a inženýrských softwarových firem a v mnoha významných oblastech vývoje paralelního softwaru má EU významné postavení. Převážná většina hlavních aplikací paralelního softwaru, které se v EU v lokalitách s vysoce výkonnou výpočetní technikou používají, byla vytvořena v Evropě, kde je i dále vyvíjena. Zvládnutí pokročilého hardwaru HPC je však úzce spojeno se souvisejícím softwarem a zaostávání na jedné straně nevyhnutelně vede ke ztrátě na straně druhé.

4. Postup k obnově vysoce výkonné výpočetní techniky v Evropě

Stále více je patrné, že je zapotřebí politiky na úrovni EU

Vývoj vysoce výkonné výpočetní techniky byl po dlouhou dobu záležitostí jednotlivých členských států a často byl podněcován vojenskými aplikacemi a aplikacemi v oblasti jaderné energie. V posledních letech vedl vzrůstající význam vysoce výkonné výpočetní techniky pro vědecké pracovníky a průmysl, jakož i exponenciální nárůst investic, které jsou k zachování konkurenceschopnosti na světové úrovni nezbytné, ke společnému názoru, že „poevropštění“ této oblasti by bylo přínosem pro všechny. To platí také u těch členských států, které při vytváření soběstačných vnitrostátních infrastruktur HPC čelí potížím, které však mohou cenným způsobem přispět k vývoji schopností HPC na úrovni EU a zároveň využívat výhod této techniky.

V roce 2006 zveřejnila pracovní skupina pro HPC v Evropě bílou knihu s názvem „Vědecké důvody pro vyspělou výpočetní techniku v Evropě“[7], ve které se vyzdvihuje potřeba, aby vysoce výkonná výpočetní technika podporovala konkurenceschopnost EU. Práce na bílé knize byla provedena v rámci plánu postupu pro výzkumné infrastruktury vypracovaného fórem ESFRI[8] a vedla ke konsolidaci vnitrostátních strategií HPC, např. v Německu bylo založeno středisko Gauss Centre for Supercomputing e.V. a ve Francii institut GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif). Díky tomuto vývoji byla pak zřízena iniciativa PRACE, protože členské státy a vnitrostátní subjekty si uvědomily, že konkurenceschopnost si budou moci zachovat pouze díky společnému a koordinovanému úsilí. Tento závěr podpořila i Rada v roce 2009, když vyzvala k dalšímu úsilí v této oblasti.

Příležitost se naskýtá nyní

Vysoce výkonná výpočetní technika v současnosti prochází podstatnou změnou, jelikož se pro rok 2020 vyvíjí další generace počítačových systémů („systémy s exa kapacitou“1). S těmito novými systémy je spojena řada závažných úkolů, od stonásobného snížení spotřeby energie[9] až po vývoj programových modelů pro počítače, které obsahují miliony počítačových prvků. Tyto úkoly jsou pro všechny aktéry v dané oblasti stejné a nelze je vyřešit pouhou extrapolací, pro jejich řešení je třeba radikálních inovací v mnoha výpočetních technologiích. To průmyslovým a akademickým subjektům v EU nabízí příležitost, aby v dané oblasti zaujaly nové postavení.

Evropa má odborné znalosti v celém dodavatelském řetězci

Evropa disponuje veškerými technickými schopnostmi a zkušenými pracovními silami potřebnými k řešení problematiky spjaté s exa-kapacitou, tj. k rozvoji místních kapacit, které pokrývají celé technologické spektrum od architektury procesorů až po aplikace[10]. Přestože má EU v současnosti v porovnání s USA slabé postavení, pokud jde o prodejce systémů HPC, vykazuje i obzvláště silné stránky u aplikací, počítačů s nízkou spotřebou, systémů a integrace, na kterých může dále stavět, aby se úspěšně zapojila do celosvětové soutěže a dostala se zpět na světovou scénu jako dodavatel nejmodernějších technologií.

Partnerství pro vyspělou výpočetní techniku v Evropě (PRACE) stojí v čele

Po vytvoření právního subjektu PRACE v roce 2010 spojila akademická obec své špičkové počítačové systémy do jednotné infrastruktury a dává je k dispozici všem výzkumným pracovníkům v EU. Dosažení kritického množství a přístup k těmto špičkovým systémům HPC je zajištěn spíše na základě vědecké excelence než zeměpisné polohy výzkumného pracovníka. Iniciativa PRACE dále nabízí své služby středně velkým systémům HPC s cílem poskytovat platformu pro distribuované počítačové systémy, která svým uživatelům slouží bez ohledu na jejich polohu a dostupnost vnitrostátních zdrojů. Model PRACE, ve kterém se slučují a sdílí systémy a odborné znalosti, optimálním způsobem využívá dostupné omezené zdroje.

Výhody, které Evropa získá opětovným zapojením do oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky

Získání nezávislého přístupu k systémům a službám HPC v EU by podpořilo růst a konkurenceschopnost v odvětví informačních a komunikačních technologií i v ekonomice obecně. Díky investicím do středisek excelence HPC by bylo možné navrhnout a vybudovat specializované systémy HPC se specifickými rysy, které by byly vhodně upraveny pro řešení určité společenské nebo průmyslové problematiky (např. simulace lidského mozku vyžaduje jinou počítačovou architekturu než návrh a simulace účinnějších baterií pro elektromobily).

5. Naléhavé úkoly

Souhrn tří výše uvedených faktorů – i) úsilí o vyvinutí počítačů s exa-kapacitou, ii) dostupnost dodávek technologie v Evropě a iii) úspěch iniciativy PRACE – nyní EU umožňuje, aby se znovu zapojila do činnosti v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky a usilovala o vedoucí úlohu jak při poskytování technologií, systémů, aplikačních kódů a služeb, tak v jejich používání k řešení hlavních vědeckých, průmyslových a společenských problémů.

Zvrácení současného poklesu vysoce výkonné výpočetní techniky v EU vyžaduje společné úsilí za účelem účinnějšího řešení četných nedostatků a problémů:

(a) Veřejné služby HPC jsou na úrovni EU i členských států stále nejednotné. Zdroje tak nejsou využívány efektivním způsobem a výměna odborných znalostí probíhá pouze částečně.

(b) Na nákup systémů HPC vydává EU mnohem méně finančních prostředků než jiné regiony (ve srovnání s USA pouze polovinu, přičemž úroveň HDP je v obou oblastech podobná5). Objem a výkon počítačových systémů, které jsou v EU k dispozici, je tudíž ve srovnání s jinými částmi světa příliš nízký a rozpočty pro výzkum a vývoj vysoce výkonné výpočetní techniky jsou nízké.

(c) Ve srovnání s USA je v rámci Unie na výzkum a vývoj vyčleněna jen velmi nízká částka rozpočtu určeného na zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi[11]. Zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi je prostředkem k zajištění inovačního výzkumu a vývoje, který by přispěl k dosažení specifických cílů v oblasti technologií a systémů. Zejména v USA se zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi používá pro urychlení vývoje špičkové vysoce výkonné výpočetní techniky[12]. V rámci Unie nakupuje většinu špičkových systémů HPC veřejný sektor. Slučování vnitrostátních zdrojů i zdrojů EU pro účely veřejných zakázek v předobchodní fázi je klíčovým faktorem pro rozvoj schopností EU v oblasti HPC a pro vývoj systémů HPC s exa-kapacitou, což si žádný členský stát sám o sobě nemůže dovolit.

(d) Pro evropské prodejce vysoce výkonné výpočetní techniky je v důsledku vnitrostátních předpisů (např. v oblasti státní bezpečnosti) velmi obtížné prodávat své produkty veřejnému sektoru ve třetích zemích, které již mají své vlastní vnitrostátní prodejce. Výhod plynoucích z práv duševního vlastnictví, která byla vyvinuta v evropských výzkumných projektech týkajících se vysoce výkonné výpočetní techniky, zároveň často využívají zejména mimoevropské mateřské společnosti účastnících se firem, jelikož rámcový program příliš neomezuje převod práv duševního vlastnictví na přidružené podniky ve třetích zemích. Je proto třeba nalézt vyváženější přístup.

(e) Interakce mezi průmyslem a akademickou obcí při využívání vysoce výkonných počítačových systémů, aplikací a služeb je omezená, zvláště s ohledem na využívání vysoce výkonné výpočetní techniky pro průmyslové inovace a inovace služeb. V Evropě rovněž chybí moderní experimentální střediska HPC, která by průmyslu i akademické obci umožnila prozkoumávat možnosti v oblasti exa-kapacitní technologie nebo podílet se na společné koncepci hardwaru a softwaru pro specifické aplikace.

(f) Pracovních sil, které mají odpovídající vzdělání a jsou v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky, zejména v oblasti paralelního programování, dobře vyškoleny, je k dispozici velmi málo. Kariérní postup vědeckých pracovníků, kteří se zabývají počítačovými nástroji a aplikačními kódy, je vedle toho často neatraktivní. To brání využívání vysoce výkonné výpočetní techniky v oblasti výzkumu a průmyslu. Do roku 2020 budou výkonu počítačů, který je v dnešní době u nejvýkonnějších systémů HPC k dispozici, využívat i osobní počítače. Dobře vyškolené pracovní síly, které jsou schopné vysoce výkonnou výpočetní techniku používat, jsou naprosto důležité.

6. Akční plán pro vedoucí postavení EU v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky

Rada vyzvala k dalšímu vývoji evropské vysoce výkonné výpočetní infrastruktury a ke sloučení vnitrostátních investic do vysoce výkonné výpočetní techniky s cílem posílit postavení evropského průmyslu a akademické obce v používání, vývoji a výrobě pokročilých výpočetních produktů, služeb a technologií3. To je prioritním cílem, kterým se obnovená evropská strategie v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky řídí.

Specifické cíle

Pro dosažení tohoto celkového cíle byly stanoveny následující jednotlivé cíle:

· Poskytnout špičkovou evropskou infrastrukturu HPC, kterou by mohli využívat četní uživatelé v průmyslu i akademické obci, a zejména malé a střední podniky; včetně pracovních sil, které jsou v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky dobře vyškoleny.

· Zajistit Evropské unii nezávislý přístup k technologiím, systémům a službám HPC.

· Vytvořit celoevropský režim správy HPC, který by umožnil sloučit rozšířené zdroje a zvýšit účinnost, včetně strategického využití společného zadávání veřejných zakázek a zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi.

· Zajistit postavení EU jako globálního aktéra.

Vysoce výkonná výpočetní technika má pro evropskou společnost, konkurenceschopnost a inovace vysoce strategický význam. K dosažení excelence ve využívání vysoce výkonné výpočetní techniky a k zajištění nezávislého přístupu k systémům a službám v EU je třeba, aby členské státy, Komise a průmysl zavedly zároveň několik opatření. Tato níže uvedená opatření budou mít synergický dopad jak na nabídku, tak na poptávku v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky.

Doplňkové výzkumné činnosti týkající se vysoce výkonné výpočetní techniky nejsou předmětem tohoto sdělení, protože budou začleněny do problematiky pokročilých počítačových systémů v rámci společného strategického rámce EU pro výzkum a inovace - Horizont 2020[13].

6.1. Správa na úrovni EU

Akční plán pro obnovu vysoce výkonné výpočetní techniky v EU vyžaduje přiměřenou správu pro stanovení konkrétních cílů, politik, sledování pokroku a účinné slučování a využívání zdrojů, které jsou v členských státech k dispozici. Správa by měla být spravedlivá, otevřená, jednoduchá a účinná a měla by přispívat k vyváženosti a vzájemnému projednávání zájmů, schopností a zdrojů.

Správa se vyznačuje dvěma hlavními aspekty. Ty jsou navzájem propojeny prostřednictvím středisek HPC/PRACE, která podněcují vývoj a inovace:

(a) v průmyslu prostřednictvím technologické platformy, vedené průmyslem, pro evropské dodavatele vysoce výkonné výpočetní techniky a prostřednictvím sítě středisek kompetence, která poskytují odborné znalosti a služby v oblasti aplikací a vývoje softwaru HPC;

(b) ve vědě prostřednictvím iniciativy PRACE a středisek excelence, která se zabývají řešením zásadních společenských a vědeckých problémů, a to zaváděním a používáním softwaru a služeb HPC.

· Průmysl EU podílející se na dodávkách systémů a služeb HPC by měl koordinovat program výzkumu prostřednictvím technologické platformy, a tím vytvořit kritický objem průmyslového výzkumu a vývoje v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky.

6.2. Finanční krytí

Výše investic za rok 2009 (630 milionů EUR ročně5) do získání špičkové vysoce výkonné výpočetní techniky v Evropě nepostačuje k tomu, aby systémy a služby HPC úspěšně konkurovaly v celosvětovém měřítku. Bylo by zapotřebí tuto částku zdvojit přibližně na 1,2 miliard EUR ročně, aby se Evropa opět stala významným aktérem v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky5. Konzultace se zúčastněnými stranami nutnost takového zvýšení investic potvrdily.

Jako doplněk současného úsilí by tedy bylo zapotřebí dalších 600 milionů EUR ročně, přičemž tato částka by vzešla jak z vnitrostátních rozpočtů, tak z Komise (např. společné plánování) a od průmyslových uživatelů. Zhruba polovina těchto dodatečných zdrojů by byla určena na zadávání zakázek v oblasti systémů a testovacích zařízení HPC, další čtvrtina na odbornou přípravu pracovních sil a zbývající čtvrtina na rozvoj a rozšíření softwaru HPC.

· Unie, členské státy a průmysl by měly zvýšit své investice do vysoce výkonné výpočetní techniky, a to přibližně na 1,2 miliardy EUR ročně, což je s ohledem na HDP částka odpovídající ostatním světovým regionům.

6.3. Mechanismy zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi a slučování zdrojů

Hlavním odběratelem špičkové vysoce výkonné výpočetní techniky je veřejný sektor. Část jeho rozpočtu (v řádu 10 % ročně) používaná na nákup systémů HPC v EU by měla být použita na zadávání veřejných zakázek v předobchodní části s cílem vytvořit a udržet domácí schopnosti dodávek EU, které by pokryly celé spektrum technologie od architektury procesorů až po aplikace. Prostřednictvím těchto investic iniciovaných vládami by bylo možné poskytnout dodavatelům vysoce výkonné výpočetní techniky v EU podporu[14] na vývoj špičkového systému HPC přibližně každé 2 roky.

Akce v oblasti veřejných zakázek v předobchodní fázi pro výzkum a vývoj vysoce výkonné výpočetní techniky v EU by mohly být způsobilé ke spolufinancování ze strany Unie (např. prostřednictvím programu Horizont 2020 – elektronické infrastruktury; nástrojů politiky soudržnosti)[15] podle jednoho z níže uvedených způsobů:

(a) Společné akce zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi, které by zahrnovaly několik členských států nebo všechny členské státy (organizované např. prostřednictvím iniciativy PRACE) k rozvoji špičkových schopností HPC s jasným evropským posláním.

(b) Na akce zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi prováděné velkými uživateli či jednotlivými členskými státy (tj. bez slučování vnitrostátních rozpočtů) by rovněž mohly být přiděleny finanční prostředky15 (ve srovnání s bodem a) v menší míře), pokud i) je všem evropským uživatelům zpřístupněn přiměřený podíl výsledného vývoje HPC, ii) veřejné zakázky v předobchodní fázi jsou otevřeny všem právním subjektům oprávněným získat finanční příspěvky z programu Horizont 2020 a iii) specifikace jsou stanoveny tak, že odráží potřeby na úrovni EU.

· Členské státy se vyzývají, aby společně zadávaly veřejné zakázky a využívaly veřejné zakázky v předobchodní fázi ke stimulaci vývoje pokročilých systémů a služeb HPC. Každý členský stát by měl aktivně podporovat využívání veřejných zakázek v předobchodní fázi a vynakládat zhruba 10 % svého ročního rozpočtu HPC na zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi.

· Komise by měla přispět k finančním zdrojům, které členské státy společně poskytují na zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi na výzkum a vývoj systémů a služeb HPC na úrovni EU a s celoevropskou dostupností.

· Projekty elektronické infrastruktury HPC, jež jsou financovány Komisí, by měly být řízeny tak, aby tam, kde je to vhodné, využívaly veřejných zakázek v předobchodní fázi.

· Průmysl EU se vyzývá k aktivnímu zapojení do vývoje pokročilé vysoce výkonné výpočetní techniky a aplikací v reakci na veřejné zakázky v předobchodní fázi.

6.4. Další vývoj evropského ekosystému HPC

Iniciativa PRACE zajišťuje širokou a rovnoprávnou dostupnost zdrojů HPC. Je třeba ji dále posílit a získat pravomoc i) ke slučování vnitrostátních fondů a fondů EU, ii) ke stanovení specifikací a provádění společných veřejných zakázek (v předobchodní fázi) v oblasti špičkových systémů, iii) k podpoře členských států při přípravě na zadávání veřejných zakázek, iv) k poskytování výzkumných a inovačních služeb průmyslu a v) k poskytnutí platformy pro výměnu zdrojů a finančních prostředků, které jsou nezbytné pro provoz vysoce výkonné výpočetní infrastruktury.

Kromě toho je třeba zavést elektronickou infrastrukturu pro aplikační software a nástroje HPC. Rovněž je třeba ještě více konsolidovat silné postavení EU v oblasti aplikací HPC, a to koordinací a podněcováním vývoje a rozšiřování paralelního softwaru a zajištěním dostupnosti kvalitního softwaru HPC pro uživatele.

· Členské státy zapojené do iniciativy PRACE by měly podporovat vývoj této iniciativy směrem k elektronické infrastruktuře s celosvětově vedoucí postavením.

· Pro využívání vysoce výkonné výpočetní techniky v těch vědeckých oborech či průmyslových odvětvích, které jsou pro Evropu nejdůležitější (např. energetika, vědy o živé přírodě a klima) by měla by být ustavena střediska excelence.

· Iniciativa PRACE by měla zlepšit svou správu a upravit ji pro účely své rozšířené úlohy uvedené výše, dále by se měla připravit na první zásadní zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi v roce 2014, pokračovat ve zpřístupňování svých služeb veškeré evropské výzkumné a akademické obci a poskytovat průmyslu odbornou přípravu a odborné znalostí. Superpočítačová střediska, která zastupují země ve funkci hlavních partnerů PRACE, by měla posílit a zorganizovat právní subjekt iniciativy PRACE tak, aby byla schopna vyrovnat se se svou rozšířenou úlohou.

· Evropský průmysl se důrazně vyzývá, aby využíval služby a know-how, které nabízejí iniciativa PRACE a její partneři.

· Komise bude nadále podporovat iniciativu PRACE a zajistí, že tato iniciativa i nadále zůstane nedílnou součástí evropské elektronické infrastruktury, a podpoří zavedení a provozování evropské elektronické infrastruktury pro vysoce výkonnou výpočetní techniku. · Měla by být zřízena střediska, která by byla zapojena do společného vývoje hardwaru a softwaru a zaměřila by se na rozvoj technologií, zdrojů, nástrojů a metodik HPC.

6.5. Průmysl, který plně využívá vysoce výkonné výpočetní techniky

Průmysl hraje u vysoce výkonné výpočetní techniky dvojí úlohu: jednak vysoce výkonné výpočetní technice poskytuje systémy, technologie a softwarové služby a jednak tuto techniku využívá k inovacím produktů, procesů a služeb. Obě úlohy jsou důležité pro zvýšení konkurenceschopnosti Evropy. Zejména pro malé a střední podniky je přístup k vysoce výkonné výpočetní technice, modelování, simulaci, službám prototypizace produktů a konzultacím důležitý pro zachování konkurenceschopnosti. Tento akční plán obhajuje dvojí přístup, tj. posílení jak průmyslové poptávky po vysoce výkonné výpočetní technice, tak její nabídky.

· Členské státy se vyzývají, aby zřídily střediska kompetence HPC, která usnadní přístup průmyslu a zejména malých a středních podniků ke službám HPC a která by měla podpořit superpočítačová střediska při převodu odborných znalostí.

· Komise by měla podpořit vytvoření sítě středisek kompetence HPC na podporu celoevropských služeb a šíření osvědčených postupů (např. podpora, kterou by odborné týmy HPC poskytovaly průmyslovým uživatelům).

· Členské státy a Komise by měly přijmout opatření potřebná k ustavení mnohem většího počtu pracovních sil s dobrým vzděláním a odbornou přípravou v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky (např. prostřednictvím vzorového životopisu a odborné přípravy ve střediscích kompetence HPC)[16]. ·

· Odvětví vysoce výkonné výpočetní techniky EU by mělo zvýšit své úsilí a zajistit v EU nezávislou a špičkovou dodávku klíčových prvků, softwaru a systémů HPC.

· Průmysl EU by měl mít proaktivní přístup k používání a uplatňování vysoce výkonné výpočetní techniky jako základního nástroje pro rozvoj inovačních služeb a produktů.

6.6. Zajištění rovných podmínek

Aby bylo možné rozvinout nezávislé a životaschopné průmyslové schopnosti v oblasti špičkové vysoce výkonné výpočetní techniky, musí EU zajistit, že její odvětví vysoce výkonné výpočetní techniky má spravedlivý přístup na celosvětové trhy, tak jako má toto odvětví z jiných světových regionů přístup na vnitřní trh EU, a že evropské investice do výzkumu a vývoje vysoce výkonné výpočetní techniky jsou pro ekonomiku EU jednoznačným přínosem.

· Komise poukáže na nerovný přístup na trhy HPC v dialozích v oblasti IKT a obchodních jednáních, která vede s dotyčnými zeměmi, s cílem zajistit, aby vnitrostátní zadávání veřejných zakázek v oblasti HPC v daných zemích i výzkum a vývoj v těchto zemích byl přístupný průmyslu EU14.

· Pro ochranu práv duševního vlastnictví, která vzniknou v oblasti vysoce výkonné výpočetní techniky s podporou programu Horizont 2020, může Komise uložit dodatečné závazky týkající se využití[17]. ·

7. Závěry

Zřízením Evropské kosmické agentury (ESA) v roce 1975 Evropa rozhodla, že nezávislý přístup do vesmíru je strategickým cílem, který je pro konkurenceschopnost Evropy zásadní. Toto sdělení obhajuje podobné strategické rozhodnutí pro systémy a služby HPC, které jsou zásadní pro rozvoj a konkurenceschopnost EU v oblasti sociální, hospodářské a vědecké. Tato obnovená strategie HPC zajistí Evropské unii její postavení jako centra inovací, centra vědecké excelence a globálního partnera. EU by měla být na čelní pozici celosvětového závodu ve vývoji výpočetní techniky s exa-kapacitou.

Komise v úzké spolupráci s členskými státy bude sledovat provádění tohoto akčního plánu a do roku 2015 předloží Evropskému parlamentu a Radě zprávu.

[1]               Termín „vysoce výkonná výpočetní technika“ (HPC) se v tomto sdělení používá jako synonymum anglických výrazů high-end computing, supercomputing, world-class computing pro účely jejich odlišení od výrazů distributed computing, cloud computing a compute servers.

                Nikde není jasně stanoveno, jak výkonný musí počítač být, aby mohl být považován za „vysoce výkonný“. Je to z toho důvodu, že výkonnost mikroprocesorů dlouhodobě exponenciálně narůstá, takže jakákoliv definice rychle zastará. Počítač se obvykle považuje za vysoce výkonný, pokud používá více procesorů (desítky, stovky nebo dokonce i tisíce), které jsou navzájem propojeny prostřednictvím sítě, aby dosáhly výkonnosti značně přesahující výkonnost jednoho procesoru. Využití více procesorů tímto způsobem se někdy označuje výrazem paralel computing (paralelní počítačové systémy). Nejvýkonnější počítače používaly v roce 2010 stovky tisíců procesorů a jejich kapacita byla 1015 operací s pohyblivou řádovou čárkou za sekundu (to se označuje jako „peta-flop“). To je tisíckrát více než nejvýkonnější počítače zavedené v roce 2000, které byly ve srovnání s 90. lety rovněž tisíckrát výkonnější. Odborníci předpovídají, že počítače s exa-kapacitou (schopné výkonu 1018 operací za sekundu) budou vyvinuty do roku 2020.

[2]               PRACE: www.prace-ri.eu

[3]               KOM(2009) 108; závěry Rady (17190/09) a (9451/10).

[4]               Např. iniciativa The Virtual Physiological Human, www.vph-noe.eu, The Human Brain Project, www.humanbrainproject.eu

[5]               Studie IDC (International Data Corporation) „A Strategic Agenda for European Leadership in Supercomputing: HPC 2020“ a „Financing a Software Infrastructure for Highly Parallelised Codes“.

[6]               www.top500.org/charts/list/37/countries

[7]               www.hpcineuropetaskforce.eu/files/Scientific case for European HPC infrastructure HET.pdf

[8]               Evropské strategické fórum pro výzkumnou infrastrukturu:

                ec.europa.eu/research/infrastructures/index_en.cfm?pg=esfri

[9]               V souladu s cíly evropské ekologické ekonomiky, ec.europa.eu/europe2020/targets/eu-targets/index_en.htm; KOM(2009) 111, O mobilizaci informačních a komunikačních technologií pro usnadnění přechodu k energeticky účinnému nízkouhlíkovému hospodářství.

[10]             Konzultační jednání odborníků HPC v září 2010 a březnu 2011: cordis.europa.eu/fp7/ict/e-infrastructure/events-p-2011_en.html

[11]             KOM (2007) 799, Zadávání veřejných zakázek v předobchodní fázi: podpora inovace za účelem zajištění udržitelné vysoké kvality veřejných služeb v Evropě: „Veřejný sektor USA vydává ročně 50 miliard USD na veřejné zakázky v oblasti výzkumu a vývoje, což je částka dvacetkrát vyšší než v Evropské unii.“

[12]             Zpráva EURAB, PREST, 2004, US defence R & D spending: an analysis of the impacts (Výdaje na výzkum a vývoj v oblasti obrany v USA: analýza dopadů).

[13]             KOM(2011) 811 v konečném znění, O zřízení zvláštního programu k provedení Horizontu 2020 – rámcového programu pro výzkum a inovace (2014–2020), 1.1. Informační a komunikační technologie: nová generace výpočetní techniky.

[14]             V souladu s Dohodou Světové obchodní organizace o zadávání veřejných zakázek, článkem III.

[15]             S ohledem na omezení rozpočtu přiděleného v programu pro tento účel. S výhradou přijetí programu Horizont 2020 legislativním orgánem.

[16]             V souladu s KOM(2007) 496 – Elektronické dovednosti pro 21. století: podporovat růst, konkurenceschopnost a zaměstnanost.

[17]             V souladu s články 40 a 41 sdělení KOM(2011) 810 v konečném znění, Pravidla pro účast a šíření výsledků Horizontu 2020 – rámcového programu pro výzkum a inovace (2014 – 2020).