Kun etsitään ratkaisuja ihmiskunnan suuriin haasteisiin, tieteellinen laskenta on avainasemassa. Tieteelliseen laskentaan investoimalla saadaan hyöty tutkimukselle hyvin laajalla alueella – laskentaresursseja tarvitaan lähes jokaisella tieteenalalla. Huippututkimuksen toimintaedellytysten ja kilpailukyvyn varmistamiseksi laitteistoa on uusittava noin neljän vuoden välein. Tarvitaan siis 35 miljoonaa euroa uuden supertietokoneen hankintaan jaettuna vuosille 2017-2019, keskitettynä kansallisena investointina, jotta a) Suomalainen tiede ja tutkimus säilyvät jatkossakin kansainvälisesti kilpailukykyisinä. b) Suomalaiset tutkijat saavat tieteellisen laskennan palvelut käyttöönsä riippumatta siitä, ovatko työsuhteessa yliopistoon vai valtion tutkimuslaitokseen. c) Parannetaan kustannustehokkuutta, karsitaan päällekkäisyyksiä ja edistetään tutkimuksen innovaatiopotentiaalia. #siksisuper

1. Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen
laskennan tutkimusinfrastruktuuriin?
2016

2. Mihin tieteellistä laskentaa tarvitaan?
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 2
Kun etsitään ratkaisuja
ihmiskunnan suuriin
haasteisiin, tieteellinen
laskenta on avainasemassa.

3. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 3
Ilmastonmuutos
Jäätiköiden sulamisen ja merenpinnan nousun
mallintaminen
Eri osatekijöiden vaikutus ilmastonmuutokseen
ja sen ennustaminen yhä täsmällisemmin

4. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 4
Terve ihminen
Parempia syöpädiagnoosityökaluja
ja uusia hoitomuotoja
Tehokkaampaa lääkeainesuunnittelua

5. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 5
Puhdas energia
Fuusioreaktion mallintaminen
Tehokkaampia aurinkopaneeleita

6. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 6
Avaruuden ihmeet
Avaruussää ja sen vaikutukset esim.
sähköverkkoihin ja tiedonvälitykseen
Parempi ymmärrys koko maailmankaikkeudesta

7. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 7
Uudet materiaalit
Aitoa luuta muistuttavat keinonivelet
Älykkäät materiaalit, esim. höyrystymättömät
peilit, itsestään puhdistuvat ikkunat ja
rikkoutumattomat tuulilasit

8. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 8
Koneoppiminen
Luonnollisen kielen käsittely,
esim. vihapuheen tunnistaminen
sosiaalisessa mediassa

9. Arjen helpottaminen
Pääkaupunkiseudun matka-aikamatriisi
(eri kulkumuotojen vertailu)
kaupunkisuunnittelun tukena
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 9

10. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 10
”Ilman CSC:n tarjoamia laskentapalveluja olisin jo
useita vuosia sitten siirtänyt oman tutkimusryhmäni
kokonaisuudessaan Keski-Eurooppaan. CSC:n
tarjoamat resurssit ovat ensiarvoisen kriittinen tekijä,
joka mahdollistaa lääkeainekemian alan
huippututkimuksen pysymisen Suomessa”
Antti Poso
professori
Itä-Suomen yliopisto
lääketiede

11. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 11
”Olen ollut CSC:n suurteholaskentapalveluiden käyttäjä koko
tieteellisen urani ajan, vuodesta 1993. CSC:n koneet ja
asiantuntijapalvelut ovat olleet alusta asti keskeinen
mahdollistava tekijä laskennallisen molekyyli- ja
materiaalifysiikan alalle sijoittuvassa tutkimustyössäni.
Aina näihin päiviin asti tehokas, keskitetty
laskentakapasiteetti, joka ei ole ollut alttiina yliopistojen
paikalliselle politikoinnille, on tarjonnut kilpailuedun
eurooppalaisiin ja yhdysvaltalaisiin kollegoihin nähden.
Erinomaiset laskentaresurssit ovat olleet edellytys kansallisen
ja kansainvälisen kilpaillun tutkimusrahoituksen saamisessa.”
Juha Vaara
professori
Oulun yliopisto
molekyyli- ja materiaalifysiikka

12. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 12
“Digitalisaation vallankumouksessa datasta
oppiminen on avainasemassa. Tämä ala, jossa
tarvitaan laajoja tietokantoja ja
suurteholaskentaa, on yksi Suomen tieteen
vahvuuksista. Kehityksen kärjessä pysymisen
ehtona on, että tutkijoilla on käytössään
välttämättömät laskentapalvelut.”
Samuel Kaski
professori,
Aalto-yliopisto

13. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 13
“CSC:n tarjoamat laskenta- ja tilaresurssit ovat olleet avainasemassa
analysoitaessa uuden sukupolven sekvensointitekniikoiden tuottamia
valtavia aineistoja. Resurssien käytön vaivattomuus ja luotettavuus
ovat mahdollistaneet keskittymisen pääasiaan eli syöpägenetiikan
tutkimukseen."
"Nykyisten, satojen teratavujen suuruisten
syöpäsekvensointiaineistojen käsittely ei olisi mahdollista ilman
erinomaista laskenta- ja tilaresurssi-infrastruktuuria. CSC:n resurssit
ovat mahdollistaneet tämän kokoluokan syöpägenetiikan tutkimuksen
Suomessa.“
"Tutkimusryhmällemme on suuri merkitys sillä, että voimme
hakemuksissamme mainita käyttävämme CSC:n laskenta- ja
tilaresursseja.“
Professori Lauri Aaltonen
ja hänen tutkimusryhmänsä, Helsingin yliopisto

14. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 14
”Laskennalliset tutkimusmenetelmät ja -resurssit
ovat myös kokeellisille tutkijoille hyvin tärkeitä,
koska ne tehostavat ajankäyttöä ja joskus jopa
mahdollistavat lopullisten tulosten syntymisen.”
Mikko Möttönen
dosentti ja kvanttilaskennan tutkimusprofessori
Aalto-yliopisto, Jyväskylän yliopisto

15. 2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 15
Supertietokone on valmistuessaan
maailmaan tehokkaimpien joukossa:
Supertietokone suorittaa välittömästi sen, minkä
laskeminen tavallisella kotitietokoneella kestäisi
yli ihmisen eliniän.
Supertietokone ei ole monta
pientä tietokonetta:
Lentokone lentää, mutta edes kymmenellä lento-
koneella ei pääse avaruuteen. Supertietokone on
kotikoneeseen verrattuna kuin avaruussukkula.
Mikä on supertietokone?
Supertietokone
Sisu laskee nyt
1,7 miljoonaa miljardia
laskutoimitusta
sekunnissa.
Tarvittaisiin Pasilan
linkkitornin korkuinen pino
iPad Aireja vastaamaan
Sisun laskentatehoa, mutta
edes ne yhdessä eivät
kykenisi voittamaan
supertietokonetta!

16. Vahva kasvu ja mahdollisuudet
Esineiden internet
tuottaa yhä
suurempia
datamassoja
kaikesta mitä
teemme
(IoT + Big Data)
Nousevat
tieteenalat, kuten
digitaaliset
ihmistieteet
Laskennallisten
menetelmien
arkipäiväistyminen,
kuuluvat
tutkijoiden
perustyökalupakkiin
Korkeakoulujen
lisäksi myös valtion
tutkimuslaitoksilla
kasvavia
laskentatarpeita
Tieteellisen
laskennan
yhteiskunnallinen
merkittävyys
kasvaa jatkuvasti
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 16

17. Huippututkimuksen toimintaedellytysten ja kilpailukyvyn varmistamiseksi
laitteistoa on uusittava noin neljän vuoden välein
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 172016 - #siksisuper
Nykytila:
Koneiden käyttöaste hyvin
korkea ja jonotusajat kasvussa
odotetusti
Kansainvälisesti
kilpailukykyisten resurssien
tarjoaminen erittäin suuria
laskentatehoja vaativille Grand
Challenge -tutkimuksille
vaikeutuu.

18. Mitä tapahtuu, jos tieteellisen
laskennan resursseja ei turvata?
Suomalaisen tieteen kansainvälinen kilpailukyky heikkenee – uhkana
aivovuoto.
• Tehokkaat laskentaresurssit ovat välttämättömiä monilla tieteenaloilla, joten
riittämättömät investoinnit keskitettyyn tieteellisen laskennan infrastruktuuriin
heikentävät suomalaisen tieteen toimintaedellytyksiä.
• Suomen vetovoima kansainvälisessä tutkijaliikkuvuudessa ja Horisontti2020-
tutkimusrahoituksen saamisessa heikkenee.
• Aivovuoto: Kilpailukyvytön tutkimusinfrastruktuuri voi johtaa tutkijoiden siirtymiseen
ulkomaisten instituutioiden palvelukseen.
• Vaikka Suomi ei investoi tieteelliseen laskentaan, niin muut maat investoivat. Tämä
vaikuttaa suoraan meidän kilpailukykyymme.
• Jos investoinnit hajautuisivat pelkästään yksittäisiin yliopistoihin, ei Suomessa olisi yhtään
supertietokonetta eikä Suomeen näin ollen voisi muodostua kriittistä massaa
suurteholaskennan osaamisessa.
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 18

19. Mitä tapahtuu, jos tieteellisen
laskennan resursseja ei turvata?
Vanhentuva teknologia ja keskitetyn ratkaisun vaarantuminen
johtavat energia- ja kustannustehottomuuteen.
•Keskitetyn ratkaisun puuttuessa eri tahot päätyvät rakentamaan omat
pienemmän mittakaavan ratkaisunsa. Lopputulos olisi paitsi kilpailukyvytön
kansainvälisessä vertailussa, myös kustannustehoton.
•Tyypillisesti laskentainfrastruktuuri pysyy kilpailukykyisenä noin 3–4 vuotta.
Vanhentuva laskenta-arkkitehtuuri on merkittävästi uusia laitteita
energiatehottomampi. Viimeisen noin kymmenen vuoden ajan prosessorin
tarvitsema sähköteho on pysynyt samoissa raameissa, laskentatehon
kaksinkertaistuessa parin vuoden välein. Esimerkiksi CSC:n nykyisen
supertietokoneen Sisun sähkönkulutus on vain noin 20% suurempi kuin sen
edeltäjän Louhen, vaikka sen laskentateho 17 kertaa (1 700%) suurempi.
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 19

20. Mitä tapahtuu, jos tieteellisen
laskennan resursseja ei turvata?
Monet yhteiskunnallisesti merkittävät tieteelliset
läpimurrot eivät onnistu ilman suurten laskennallisten
ongelmien ratkaisua.
•Perinteistä kokeellista tutkimusta täydennetään ja osittain korvataan
tietokonesimulaatioilla. Supertietokoneet ovat välttämättömiä esimerkiksi
useissa ilmastonmuutokseen, uusiutuvaan energiaan, fuusioenergiaan,
avaruuteen, syöpään tai uusiin lääkeaineisiin liittyvissä tutkimuksissa.
•Tutkimus edellyttää yhä kasvavaa laskennallista suorituskykyä sekä
massiivisten tietoaineistojen analysointi- ja tallennusmahdollisuuksia.
•Näiden ongelmien ratkaisuilla on usein potentiaalia kaupallisesti
kiinnostavien innovaatioiden aihioiksi. Korkeakoulujen tiivis yhteistyö
yritysten kanssa, akateeminen yrittäjyys sekä tutkimuslähtöiset startup-
yritykset voivat luoda uusia työpaikkoja.
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 20

21. Mitä tapahtuu, jos tieteellisen
laskennan resursseja ei turvata?
Suomalainen datakeskusosaaminen sekä merkittävät
alueelliset investoinnit kilpailukykyisiin ja kustannus-
tehokkaisiin datakeskusratkaisuihin menevät hukkaan.
•Ilman riittävää tieteellisen laskennan infrastruktuuria Suomi ei voi
varmistaa tieteellisen laskennan ja datakeskusosaamisen pysymistä
Suomessa.
•Suurteholaskentalaitteistojen datakeskuksiin erikoistuneet asiantuntijat
joutuvat siirtymään muihin tehtäviin ja menettävät kosketuksen alan
kehittymiseen. Tässä hukataan erityisosaamista, joka voisi ylläpidettynä
houkutella investointeja Suomeen, esimerkiksi suuren
tutkimusinfrastruktuurin kuten CERNin tai Euroopan sääkeskuksen
laskentainfrastruktuurin sijoittamisen Kajaaniin.
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 21

22. Investoiminen kannattaa
• Suhteutettuna korkeakoulujen kaikkiin ICT-kuluihin,
superkonehankinnan osuus on pieni.
• Nykytasoa vastaavat ns. Tier-1-resurssit ovat pääsylippu
huippututkijoiden tarvitsemien vielä tehokkaampien Tier-0-resurssien
(maailman Top10-supertietokoneiden) äärelle.
• Tehokkaat laskentaresurssit ovat auttaneet kotiuttamaan Suomeen
miljoonia euroja erittäin kilpailtua ERC-rahoitusta.
• Euroopan komissio on todennut selvityksessään ”High Performance
Computing in the EU: Progress on the Implementation of the European
HPC Strategy”, että suurteholaskentaan tehtyjen investointien
tuottoprosentti on erittäin korkea.
• Dataintensiivinen laskenta mahdollistaa big datan ja Internet of
Thingsin hyödyntämisen Suomen kilpailukyvyn edistämiseksi.
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 22

23. Investoiminen kannattaa
• Miksi tieteellisen laskennan tutkimusinfrastruktuuriin
kannattaa panostaa suhteessa esimerkiksi siihen, että
sama raha satsattaisiin muutoin koulutuksen ja
tutkimuksen tukemiseen?
o Supertietokonehankinta ei ole pois muusta tieteen ja
koulutuksen rahoituksesta, vaan päinvastoin: keskitetty
ratkaisu esimerkiksi vähentää yliopistojen paineita hankkia
omaa laskennallisen tutkimuksen infraa.
• Tieteelliseen laskentaan investoimalla saadaan hyöty
tutkimukselle hyvin laajalla alueella – laskentaresursseja
tarvitaan lähes jokaisella tieteenalalla.
#siksisuper
2016 - #siksisuper
Miksi Suomen tulee investoida tieteellisen laskennan
tutkimusinfrastruktuuriin? 23