Версия для печати
Вернуться к списку

Терамозги для нанобудущего

Напомним, что ориентация СО РАН на «задачи государственного характера» была главным пунктом программы его нового председателя Александра Асеева. И если с естественными науками все более-менее понятно (интересные разработки есть в большинстве направлений), то судьба математики оставалась «подвешенной». На Общем собрании 30 июня прояснилась и она. Академик Асеев предложил бросить основные ресурсы на развитие параллельных вычислений, прежде всего, для решения задач в сфере нанотехнологий. А полпред президента в СФО Анатолий Квашнин поддержал председателя СО РАН, посвятив значительную часть своей речи Центру мониторинга природных и социально-экономических процессов, который должен собирать разнообразную информацию о происходящем в Сибири, обрабатывать ее и готовить на основе своих расчетов рекомендации для власти. И для этого тоже понадобится суперкомпьютер.

Однако вычислительные мощности СО РАН пока явно недостаточны. Как сообщил директор Института вычислительной математики и математической геофизики, председатель Совета СО РАН по супервычислениям Борис Михайленко, сейчас мощности Сибирского суперкомпьютерного центра (ССКЦ) «составляют 3-4 Терафлопа (триллионов операций в секунду)». Для сравнения, в марте этого года в МГУ был запущен суперкомпьютер «СКИФ МГУ» производительностью 60 ТФлоп, а первое место в мире занимает DOE/NNSA/LANL в Лос-Аламосе (США), пиковая производительность которого превышает 1000 ТФлоп. Хотя Б. Г. Михайленко и считает, что недостаток мощности «железа» «заставляет разрабатывать новые методы вычислительной математики», но признаётся, что увеличение производительности необходимо.

Погоня за терафлопами — не роскошь, а требование времени. Например, по некоторым данным, из-за упрощения моделей для геологоразведки довольно серьезно уменьшается коэффициент извлечения нефти. А в компании IBM в марте 2007 года во время эксперимента при расчете полупроводниковых устройств фактически исследовалось поведение каждого конкретного атома. Таким образом, понимание нанотехнологий как «технологий атомной точности» (о чем говорит академик Асеев) становится реальностью. В СО РАН, помимо расчета наноустройств и подготовки рекомендаций для чиновников, планируют, например, обсчитывать многоразовый космический корабль «Клипер» и заниматься геологоразведкой.

Некоторые меры уже предпринимаются. По словам председателя Совета по супервычислениям, до конца 2008 года мощность ССКЦ будет увеличена до 5 ТФлоп: в бюджете на этот год предусмотрена сумма в $500 тыс. А в 2009-10 гг. мощность суперкомпьютера в Академгородке может увеличиться до 30 ТФлоп. «30 Терафлоп — необходимый минимум, хотя такое увеличение производительности обойдется не менее чем в 100 млн руб.», — заявил академик Михайленко, выразив надежду, что Сибирское отделение не ограничится подобными показателями. Принятие соответствующих решений запланировано на декабрьском Общем собрании СО РАН. Директор ИВМиМГ также отметил, что увеличение производительности может быть достигнуто благодаря закупкам оборудования для Института цитологии и генетики: «ИЦиГ не сможет загрузить приобретаемый кластер, так что мы усилим за его счет наш Центр коллективного пользования для всего Отделения».

К процессу развития супервычислений в Академгородке готова подключиться и компания Hewlett Packard, принимавшая участие в создании ССКЦ. «Мы сотрудничаем с СО РАН по многим проектам, включая успешно выполненные. В ближайшее время мы завершим еще один значимый проект в Академгородке, оборудование для которого уже поставлено. В области супервычислений мы предоставляем университетам и научным институтам особые условия», — заявил автору глава новосибирского офиса HP Виктор Емельянов.

Он также сообщил, что его компания «укрепляет свои позиции в рейтинге TOP-500, включающем пятьсот мощнейших суперкомпьютеров мира, с помощью архитектуры HP BladeSystem c-Class». По его словам, «эти серверы заняли 176 позиций (всего у HP в списке 183 системы) — 35% систем TOP-500». Только с ноября прошлого года количество систем HP в рейтинге Tор-500 увеличилось на 17.

А ведущий специалист Hewlett Packard в сфере высокопроизводительных вычислений Франк Бетке рассказал о принципиально новой тенденции при создании суперкомпьютеров, благодаря которой и укрепляются позиции HP: «Речь идет о переходе от использования специализированных решений, использующих, например, специальные процессоры, к применению решений из стандартных блоков — вычислительных кластеров». За счет этого появляется больше возможностей для линейного расширения систем — фактически просто приставляются новые шкафы с оборудованием, а также «сокращается стоимость систем, гарантируется совместимость и переносимость программных средств при обеспечении высокой производительности».

Виктор Емельянов выделил такие параметры кластеров, как компактность и потребление энергии кластера и отметил, что решения Hewlett Packard лидируют по этим показателям. По словам г-на Емельянова, энергопотребление одного вычислительного узла блейд-сервера HP ProLiant BL2×220c (термин «блейд-сервер» и означает компоновку из стандартных блоков, которую можно наращивать с течением времени) составляет 230 Вт. А благодаря компактному размещению компонентов в одном шкафу можно сосредоточить до 1024 процессорных ядер, т. е. один шкаф дает максимальную производительность до 12 ТФлоп.

Сам академик Михайленко в качестве возможного партнера СО РАН назвал компанию Intel, которая активно помогает Сибирскому отделению и НГУ. По его словам, компания бесплатно предоставляет свои процессоры на полгода для испытаний, так что, вероятно, новые вычислительные мощности будут использовать четырехъядерные процессоры Intel.

Региональный директор Intel по развитию бизнеса Сергей Жуков подтвердил готовность к сотрудничеству с Академией наук. Акцент топ-менеджер Intel вслед за Виктором Емельяновым из HP сделал на компактность и энергоемкость решений: «Основные сложности заключаются в необходимости размещения максимальной вычислительной мощности на ограниченном пространстве и снижения энергопотребления и тепловыделения. Именно над этим мы и работаем, используя многоядерную процессорную архитектуру Intel в сочетании со специальной полупроводниковой технологией». Однако г-н Жуков рассказал, что корпорация «предлагает лучшие решения на базе процессоров Intel», «предоставляет специализированное программное обеспечение, адаптированное для супервычислений», и помогает использовать вычислительные ресурсы максимально эффективно. Сам суперкомпьютер, «как правило, поставляют партнеры».

Таким образом, можно сделать вывод, что в ближайшее время Сибирское отделение РАН превратится в крупную корпорацию, способную выполнить инжиниринговые расчеты на самом высоком мировом уровне и занять достойное место в международном разделении труда. Правда, для этого потребуется принять несколько непростых решений, сделать серьезные инвестиции и научиться работать в сложных проектах, объединяющих нескольких крупных игроков. Впрочем, в СО РАН есть люди, которые давно к этому стремятся