Uudet supertietokoneet louhivat dataa, murskaavat numeroita ja nostavat Suomen korkealle konetehon
top 500 -listalla.


ja nostavat Suomen korkealle konetehon top 500 -listalla.



Pohjolan kivikalliossa, yhdeksän lukon takana oli kerran Sampo. Se jauhoi Pohjolan väelle ruokaa ja rahaa. Espoon Otaniemessä on nyt samanlaisessa luolassa Louhi. Se louhii meille tietoa.

Louhi on Suomen uusi supertietokone. Maallikkokansalaisen silmään se ei näytä kovin superilta eikä edes tietokoneelta vaan riviltä peltisiä pukukaappeja. Ovet ovat sentään pirteän pinkit ja vihreät. Ne on tilattu Tieteen tietotekniikan keskuksen CSC:n logoväreissä, paljastaa koneiden isäntä, CSC:n toimitusjohtaja Kimmo Koski.

Huomaamattomasta ulkomuodostaan huolimatta Louhi on todella kova pakkaus, kehuvat amerikkalaisvieraat, jotka ovat myös tulleet mukaan kurkistamaan maailman supereitten kuopusta.

Heitä voi tässä asiassa uskoa. Tennesseen yliopiston tietojenkäsittelytieteen professori Jack Dongarra on maailman supertietokoneiden top 500 -listan isä ja ylläpitäjä. Kalifornian teknisessä korkeakoulussa Caltechissä ja Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallinnon Nasan suihkumoottorilaboratoriossa työskentelevä Thomas Sterling on erityisesti perehtynyt supertietokoneiden ohjelmointiin. Heidät oli kutsuttu esiintymään Otaniemeen uuden koneen kunniaksi pidettyyn suurteholaskennan seminaariin.

Jos Louhi-rouva olisi jo täysissä voimissaan, se olisi voinut sijoittua peräti kärkikymmenikköön kesäkuussa julkistetulla tuoreella top 500 -listalla. Alkukankeana siitä irtosi testauksessa vasta reilu kymmenesosa tulevasta huipputehosta, ja sijoitus oli 109:s.




Neljä esimerkkiä suomalaisesta tutkimuksesta, joka hyötyy uudesta supertietokoneesta:

Aerosolien vaikutus ilmastonmuutokseen
Havumetsät päästävät ilmaan pienhiukkasia, jotka vaikuttavat pilvipisaroiden kasvuun. Pilvisyyden lisääntyminen taas voisi jarruttaa ilmaston lämpenemistä.

Alle kymmenen nanometrin kokoisten hiukkasten kasvua ja kulkeutumista kuvaavat mallit täytyy kytkeä ilmakehämalliin, hydrologiseen malliin ja biosfäärimalliin, jotta voidaan selvittää hiukkasten kokonaisvaikutusta maailmanlaajuiseen ilmastonmuutokseen.

Solukalvot ja lääkemolekyylit

Jos opitaan tuntemaan solujen toimintaa ja viestintää, saadaan selville myös lääkeaineiden vaikutusmekanismeja ja pystytään kehittämään uusia. Suomessa tutkitaan muun muassa antibioottien vuorovaikutusta solukalvojen kanssa ja lääkeaineita soluihin kuljettavien rasva-aineiden rakenteita.

Maailmankaikkeuden ikä ja
koostumus

Euroopan avaruusjärjestön Esan Planck-satelliitti lähtee ensi vuonna avaruuteen mittaamaan mikroaaltosäteilyä, joka on jäänne alkuräjähdyksen ajoilta. Tämän kosmisen taustasäteilyn perusteella on mahdollista laskea maailmankaikkeuden ikä ja tavallisen aineen, koostumukseltaan tuntemattoman pimeän aineen ja energian määrät sekä se, miten maailmankaikkeus on laajentunut. Huomattava osa laskennasta on tarkoitus tehdä suomalaisin voimin.

Fuusioreaktorin toiminta

Fuusioenergia voisi tyydyttää päästöttömästi koko maailman energiantarpeen. Jotta fuusiovoimala toimisi, täytyy tukahduttaa fuusioplasman pyörteet ja löytää reaktoriin materiaalit, jotka kestävät valtavaa kuumuutta. Molempien ongelmien ratkaisemiseen tarvitaan suurta laskentatehoa.
Ennennäkemättömiä mahdollisuuksia

Supertietokoneilla eittämättä kilpaillaan statuksesta. Sterling myöntää, että amerikkalaisille oli kova paikka, kun ykköseksi nousi pari vuotta sitten japanilainen kone. Mutta jotain koneilla tehdäänkin, eikä vain kehuskella. Parhaat pystyvät laskemaan sellaista tahtia, että päästäksemme samaan ihmisvoimin jokaisen maailman kansalaisen vaarista vauvaan pitäisi suorittaa 43 000 laskutoimitusta sekunnissa.

Tämä laskuvoima avaa tieteessä mahdollisuuksia, jotka muuten olisivat pelkkää päiväunta. Ennen muinoin tutkimuksen kaksi peruspilaria olivat teoria ja kokeet. Nyt kolmanneksi on tullut laskenta. Sen avulla on mahdollista korvata tai toistaa kokeita, jotka olisivat kalliita tai täysin mahdottomia. Tietokonemallinnuksilla voidaan esimerkiksi havainnoida kahden galaksin yhteentörmäystä tai kokeilla, mikä saa lentokoneen sakkaamaan.

Universumin rakenteen selvittäminen vaatii suurteholaskentaa, ja biologiakin pureutuu yhä monimutkaisempiin systeemeihin. Dna:n, proteiinien ja solukalvojen toiminnan mallintamiseen tarvitaan yhä lisää laskuvoimaa. Biotieteet haukkaavat jo kymmenesosan Tieteen tietotekniikan keskuksen koneajasta.

Optimointiklinikka auttaa ohjelmoinnissa

Hyödyn saamiseksi koneita täytyy osata käyttää. Niihin tarvitaan käyttöjärjestelmät ja sovellukset. Tutkittavat mallit täytyy vääntää matematiikaksi ja kääntää ohjelmiksi.

- Algoritmit ja ohjelmistot eivät ole enää pysyneet koneiden kehityksen perässä, ja siksi niistä ei saada kaikkea irti, Dongarra pahoittelee.

Suomen CSC:ssä on töissä 150 ihmistä. Suuri osa heistä auttaa tutkijoita käyttämään koneita parhaalla tavalla. Tarjolla on myös nippu valmisohjelmia. Esimerkiksi kemistit käyttävät  niitä ahkerasti. Fyysikot taas kirjoittavat ohjelmansa itse.

Vaikka tutkijat olisivat nerokkaita, heidän ohjelmansa eivät aina ole täydellisiä. Sen vuoksi laskentakeskuksen palveluihin kuuluu Tekesin kanssa perustettu optimointiklinikka. Tehoja tuhlaavia ohjelmia parannellaan niin, että tietokoneen tarvitsee runksutella vähemmän nollia ja ykkösiä.

- Joskus näin on menetetty asiak¬kaita, koska ohjelman optimoinnin jälkeen ei enää tarvittu superlaskentaa, johtaja Koski kertoo.

Verkottaminen ei korvaa superkoneita

Tietokoneiden tehot kasvavat edelleen hurjaa vauhtia. Intelin perustaja Gordon Moore esitti vuonna 1965 Mooren lain, jonka mukaan transistorien määrä kaksinkertaistuu mikropiireissä runsaan vuoden välein.  Dongarran mukaan laki pätee yhä.

- Koneet kehittyvät eksponen¬tiaalisesti. Niiden teho kaksinkertaistuu joka puolestoista vuosi.

IBM julkisti kesäkuun lopussa uuden Blue Gene -koneen, joka on kolme kertaa tehokkaampi kuin maailman tähän asti tehokkain kone, edellinen Blue Gene. Senkin huipputeho on viisi kertaa suurempi kuin Louhen.

Miksi tarvitaan aina vain tehokkaampia tietokoneita, jos tehoja ei enää osata kunnolla käyttää? Onhan keksitty gridit eli verkot, joissa suurteholaskentaa voi jakaa eri tietokoneille. Suomenkin superkoneet ovat osa eurooppalaista Deisa-verkkoa. Siinä EU-maat jakavat yhteistä laskentavoimaa.

Tiedon siirtely verkossa vie kuitenkin aikaa, ja se maksaa, vastaa Sterling. Niissä sekunnin murto-osissa, jotka datan matka Euroopan halki kestää, supertietokone ehtii tehdä  miljoonia laskutoimituksia. Joskus gridi voi myös olla tukossa. Jos tarvitaan tiukkaa kommunikointia ja nopeaa laskentaa, yksittäinen superkone on ehdoton.
Erilaiset koneet ja verkot ovatkin parhaimmillaan erilaisissa tehtävissä.





20 % biotieteet
18 % kemia
14 % fysiikka
9 % tietojenkäsittelytiede
7 % nanotiede
4 % tekniikka
4 % virtauslaskenta
4 % teollisuus
4 % kielitiede
3 % matematiikka
3 % lääkeainesuunnittelu
10 % muut

Karvalakkimallillekin käyttönsä

capability

capacity

Joskus koneiden verkottaminen riittää



Seti@home-projektissa

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25765
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.