Rambler's Top100
Статьи ИКС № 7 2007
Владимир ДРОЖЖИНОВ  01 июля 2007

Первым делом суперкомпьютеры, ну а датчики – потом!

Достаточно сказать, что на сегодняшний день ни одна из политических партий России не включила в свою программу задачу построения информационного общества. Понять это можно: национальные проекты в области образования, сельского хозяйства, здравоохранения и ЖКХ решают насущные проблемы выживания россиян, но простить – нельзя. Как нельзя и согласиться с высказываниями некоторых авторов, которые дезориентируют и, прямо скажем, разоружают читателей, порождая беспечность и благодушие.

Российская суперкомпьютерная отрасль развивается в непростых условиях. Вот только два факта. «Рейдерским» атакам постоянно подвергается ОАО «Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники» (НИЦЭВТ), некогда флагман советского компьютеростроения, а сегодня чуть ли не единственная в стране организация, способная самостоятельно вести разработки архитектуры и компонентной базы суперкомпьютеров, их макетирование. На грани прекращения деятельности Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН – один из немногих центров разработки численных методов математической физики, у истоков которого стояли ученые с мировым именем – академики М.В. Келдыш, А.Н. Тихонов, А.А. Самарский и с которым тесно связано создание в СССР ядерного щита и освоение космоса.

«Единая Россия» погрузилась в проблему

С приближением парламентских выборов к суперкомпьютерной тематике потянулись наконец и российские партии. В апреле 2007 г. на очередном заседании Центра социально-консервативной политики депутаты думской фракции «Единая Россия» вместе с представителями промышленности, науки и бизнеса обсудили меры по развитию отечественной суперкомпьютерной отрасли.

По словам академика РАН, члена генсовета партии «Единая Россия», бывшего замминистра обороны России А. Кокошина, высокопроизводительные вычисления уже на протяжении нескольких десятилетий являются предметом ожесточенной мировой конкуренции. Но если в 70–80-х годах они были ключевым оружием в информационной войне между соперничавшими державами и инструментом системы противоракетной обороны, то сегодня суперкомпьютерные технологии, продолжая оставаться основой национальной безопасности, становятся еще и важнейшим средством обеспечения экономической конкурентоспособности нации.

По данным вице-президента по информационным технологиям РНЦ «Курчатовский институт» академика РАН В. Бетелина, суперкомпьютеры, производительность которых в тысячи раз выше, чем у ПК, дают промышленности два основных преимущества: позволяют решать задачи, которые раньше даже ставиться не могли, и многократно сокращают сроки разработки и вывода на рынок новых продуктов. Благодаря, например, компьютерному моделированию основных систем, «Боинг-787» был создан всего за 2,5 года при сокращении расходов на инжиниринг на 40%.

«И ради бизнеса, и ради национальной безопасности США сохраняют контроль над высокопроизводительными технологиями. И мы знаем, что Oracle, Cisco, Sun Microsystems, IBM – это столпы американского могущества, влияния в мире как в гражданской, так и в военной сфере», – говорит А. Кокошин. Он считает, что развитие высокопроизводительных вычислений в России должно базироваться на оригинальных российских решениях, в том числе компонентных (см. «ИКС» № 11'2006, с. 29–31). Необходима основа для стратегического планирования отрасли, и ею должен стать специальный закон о высокопроизводительных вычислениях.

Российским суперкомпьютернам нужна господдержка

В развитии российского рынка суперкомпьютеров заинтересованы многие отрасли. Поэтому основной проблемой в формировании комплексной государственной программы развития этого сегмента рынка называется межведомственная разобщенность и отсутствие проработанных механизмов межведомственного взаимодействия. По мнению депутата думской фракции «Единая Россия» А. Буренина, исполнительная власть, исповедующая отраслевой подход, структурно не готова ответить на вызовы, стоящие перед государством.

Как считает А. Кокошин, наряду с развитой отраслевой структурой необходимо создать проектную систему управления для координации проблем, стоящих на стыке отраслей. В числе мер, которые решено рекомендовать руководству партии и думской фракции «Единая Россия» для работы по данному вопросу, он называет принятие специального закона о необходимости госпрограммы по развитию отечественной суперкомпьютерной отрасли и соответствующего управляющего органа. «Лидерство в решении этого вопроса должно продемонстрировать государство, но реализация программы должна происходить в тесном партнерстве с бизнесом – это даст более устойчивый и долговременный результат», – убежден он.

Важнейший фактор успеха национальной программы внедрения суперкомпьютерных технологий в России, по мнению В. Бетелина, – нацеленность на создание конкурентоспособного продукта в приоритетных отраслях. «Немедленно нужен федеральный закон, направленный на создание суперкомпьютерной отрасли и обеспечение здесь лидерства России. Машиностроительный комплекс объявлен сейчас приоритетным. Если мы хотим, чтобы его продукция была конкурентоспособной на внешнем рынке, без программы, нацеленной на разработку конкретных образцов новой техники, ничего не получится. Причем сроки, в которые мы должны создать эту отрасль, – 5–10 лет. Через пять лет догнать остальной мир, думаю, будет просто невозможно», – подчеркивает академик.

Ключевым мероприятием государственной программы по развитию суперкомпьютинга в России Ю. Болдырев, директор Главного информационно-вычислительного комплекса Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, называет создание сети ресурсных центров в ведущих вузах России. «Сейчас очень бурно обсуждается и реализуется программа нанотехнологий. Но если мы не будем поддерживать работу в области нанотехнологий с помощью суперкомпьютинга и останемся на уровне логарифмических линеек, то никакого толку от этих программ не будет», – считает Ю. Болдырев.

Суперкомпьютеры применяются и в российской нефтедобывающей отрасли, уже сегодня испытывающей острый недостаток вычислительных мощностей. Получение достоверной информации о труднодоступных месторождениях, например морских, требует на несколько порядков большего объема вычислительных средств. «Если программа развития отечественных компьютерных технологий не будет реализована, мы неминуемо отдадим значительную часть информационного рынка нефтяной промышленности в западные руки и тем самым потеряем контроль над нашим собственным будущим», – предостерегает академик РАЕН, первый заместитель гендиректора ОАО «Центральная геофизическая экспедиция» Г. Гогоненков.

Вузы – проводники суперкомпьютерных технологий в жизнь

Подобные шаги предпринимаются сегодня и в России: политехнические университеты, устанавливающие у себя суперкомпьютеры, становятся проводниками новых технологий в промышленность. По мнению В. Воеводина, заместителя директора Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ, суперкомпьютер производительностью не менее триллиона операций в секунду должен стоять в каждом российском вузе, что обеспечит подготовку кадров для промышленности. Задача государства – контролировать качество суперкомпьютерных проектов, а масштаб создаваемых в вузах систем должен соответствовать уровню подготовки команд к использованию этих технологий: «Если инновационный вуз создает большую суперкомпьютерную систему, не зная задач и не владея технологиями, это будет просто красивое освоение государственных денег, но результата не даст». Предпосылки к успешному освоению суперкомпьютерных технологий в России В. Воеводин видит в закреплении за ними статуса критических, в организации национального совета по суперкомпьютингу и разработке отдельной федеральной целевой программы, направленной на развитие этих технологий и решение конкретных промышленных задач.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет применяет суперкомпьютерные технологии для решения промышленных задач, в частности компьютерного моделирования гидромашин Ленинградского металлического завода, устойчивости судопропускных сооружений Санкт-Петербурга и др. Суперкомпьютинг – важнейший инструмент разработки новой техники в таких крупнейших компаниях, как Siemens, Lockheed, General Electric, Shell, BMW, Boeing, FIAT, General Motors.

Лидер партии «Единая Россия» Б. Грызлов убежден, что суперкомпьютеры, установленные в научно-образовательных комплексах страны, должны быть отечественными – российскими или российско-белорусскими. Он считает, что одна из задач партийного проекта «Фабрика мысли» – развитие отечественной техники высокопроизводительных вычислений, проще говоря, суперкомпьютеров. «Что касается вузов и госорганизаций, то соответствующие средства на закупки заложены в бюджете», – говорит Грызлов. По его мнению, было бы неправильно использовать их на закупку компьютеров за рубежом при наличии возможностей собственной экономики. Спикер Госдумы полагает, что имеющийся спрос должен быть обращен на поддержку российских производителей.

В высоком качестве отечественной вычислительной техники председатель нижней палаты российского парламента еще раз убедился, посетив Томский госуниверситет, где установлен суперкомпьютер «СКИФ». Напомним, что Б. Грызлов в феврале 2007 г. открыл в ТГУ самый мощный в СНГ и Восточной Европе суперкомпьютер «СКИФ Cyberia». По словам создателей супермашины, она входит в сотню самых мощных в мире.

Россия лидирует в области суперкомпьютеростроения в СНГ

Научно-исследовательский вычислительный центр МГУ им. М.В. Ломоносова и Межведомственный суперкомпьютерный центр (МСЦ) РАН в апреле выпустили шестую редакцию списка самых мощных компьютеров СНГ Тор-50 (www.supercomputers.ru). Впервые за время существования рейтинга суммарная реальная производительность систем на измерительном тесте Linpack за полгода выросла вдвое, составив 45,8 трлн операций в секунду (TFlop/s). При этом 7 из 13 новых систем шестой редакции вошли в первую десятку рейтинга.

Российский суперкомпьютер МВС15000ВМ, установленный в МСЦ РАН и удерживавший первое место в списке на протяжении полутора лет, уступил место новому лидеру – суперкомпьютеру российско-белорусской разработки «СКИФ Cyberia» с реальной производительностью 9 TFlop/s, созданному российской компанией «Т-Платформы» и установленному в Томском государственном университете.

Суперкомпьютер МСЦ на базе платформы IBM PowerPC с реальной производительностью 6,7 TFlop/s занял вторую позицию. Следующие за ним три системы тоже новички шестой редакции списка. Это новый суперкомпьютер МСЦ с реальной производительностью 5,7 TFlop/s корпорации HP, а также ставший самым мощным в финансовой сфере суперкомпьютер Сбербанка России с производительностью 3 TFlop/s. На пятой позиции – компьютер с пиковой производительностью 2,2 TFlop/s Института кибернетики НАН Украины. Поставившая его украинская компания Entry впервые заявила о себе как о самостоятельном поставщике готового решения. Еще одна новая система из Украины заняла 7-е место в рейтинге: компьютер Киевского политехнического института с реальной производительностью 1,5 TFlop/s поставлен украинской компанией «Юстар».

Десятку сильнейших замыкают два новых компьютера производства компании «Т-Платформы»: системы СанктПетербургского государственного политехнического и Томского политехнического университетов с реальной производительностью 1 TFlop/s и 791 GFlop/s соответственно.

Таким образом, число компьютеров «терафлопного» диапазона (с реальной производительностью более 1 TFlop/s) на территории СНГ за полгода увеличилось сразу в три раза, а производительность нижней границы первой десятки поднялась вдвое.

Бурный рост рынка высокопроизводительных решений СНГ в этот период обеспечила прежде всего активность вузов: из 13 новых систем 8 установлены в университетах России и Украины. Доля компьютеров, используемых в сфере науки и образования, увеличилась на 8% за счет пропорционального сокращения доли (с 28% до 20%) систем промышленного использования.

Еще одна заметная тенденция – рост производительности и технологической новизны компонентной базы решений. Так, больше половины новых систем используют двухъядерные процессоры Intel Xeon серий 5000 и 5100, а высокопроизводительные системные сети стандарта InfiniBand уверенно теснят привычный Gigabit Ethernet: доля компьютеров на базе InfiniBand выросла на 16%. При этом системы с кластерной архитектурой окончательно вытеснили суперкомпьютеры с общей памятью.

Доля IBM по количеству поданных в список Тор-50 систем составила 30% (с учетом суперкомпьютера МВС 15000-ВМ МСЦ РАН на базе собственного решения корпорации). Те же 30% и у систем производства компании «Т-Платформы», поставившей более половины всех новых компьютеров шестой редакции списка (с учетом суперкомпьютеров «СКИФ К-500» и «СКИФ К-1000» государственного научного учреждения «Объединенный институт проблем информатики Национальнойакадемии наук Беларуси», поставленных в сотрудничестве с участниками российско-белорусской программы «СКИФ»).

Доля систем HP в списке возросла с 20 до 22%. Более трети (36%) суммарной реальной производительности систем пришлась на поставки компании «Т-Платформы» (16,7 TFlop/s); по 25% – на компьютеры производства IBM и HP (по 11 TFlop/s).

Следующая, седьмая, редакция списка Top-50 самых мощных компьютеров СНГ будет объявлена в конце сентября 2007 г.

Элита компьютерного бизнеса объединяется

В ноябре прошлого года в России был создан Национальный общественный суперкомпьютерный профессиональный союз (НОСПС). Главная его задача – продвижение суперкомпьютинга в России и содействие реализации проектов в этой области. Ситуация на проектном суперкомпьютерном рынке России вызывает тревогу и требует немедленного вмешательства всех заинтересованных сторон. Мелкие сборочные производства (со штатом в 10–15 человек) и их поставщики вытесняют с рынка элиту компьютерного бизнеса: крупных зарубежных и отечественных производителей технологий и систем, их многолетних партнеров, крупных системных интеграторов и сервисных компаний – центров национальной экспертизы. По словам Л. Ставиского, председателя НОСПС, эти мелкие компании амбициозно берутся за выполнение многочисленных масштабных национальных проектов, не обладая при этом ни необходимой экспертизой, ни финансовыми и людскими ресурсами, ни опытом работы в серьезных компьютерных компаниях или федеральных организациях, ни пониманием законов цивилизованного бизнеса и интересов заказчика. Причем действуют они в тандеме с организациями, которые за всю историю своего существования во времена СССР и Российской Федерации не обогатились ничем иным, кроме как опытом посреднической торгово-закупочной деятельности. Такое положение привело элиту компьютерного бизнеса, извечных конкурентов на международных рынках, к партнерству, координации усилий и сотрудничеству в рамках НОСПС.

Из сказанного видно, что страны соревнуются в первую очередь в области разработки и производства высокопроизводительных вычислительных систем и есть возможность и средства определять лидеров в этом деле. К сожалению, и Каспаров, и Крамник (наши «теплокровные суперкомпьютеры») проиграли заграничным «железным» суперкомпьютерам. Похоже, что в интеллектуальном противостоянии человека и компьютера поставлена точка и впредь победителей будут определять только тестовые программы.

Позиции отечественных суперкомпьютеров в мировых рейтингах для гражданских применений, увы, вызывают озабоченность и заставляют бить тревогу. Из таблицы, составленной на основе последней редакции мирового суперкомпьютерного рейтинга Тор-500 (www.top500.org) и шестой редакции рейтинга самых мощных компьютеров СНГ Тор-50, видно, что Россия в этой области отстает, и значительно.

Нельзя не сказать о лукавстве некоторых отечественных производителей суперкомпьютеров. Из доступных на зарубежном рынке микропроцессоров и сетевых плат они с помощью «отверточной технологии» и наших шкафов создают и поставляют высшей школе кластерные как бы суперкомпьютеры, которые из-за своей архитектуры в принципе не способны превысить 5–10% своей потенциальной пиковой производительности. Нужны отечественные стратегические микропроцессоры с архитектурой, соединяющей обработку и прием/передачу данных. Их разработка должна быть включена в подпрограмму «Развитие электронной компонентной базы» Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» на 2007–2011 гг. (см. «ИКС» № 11'2006, с. 29–31).

Между тем

наши конкуренты на глобальном рынке не стоят на месте. Например, в середине апреля европейский сектор супервычислительной техники получил серьезную поддержку: Австрия, Великобритания, Венгрия, Германия, Греция, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Турция, Швеция и Швейцария подписали в Берлине пакт о создании общеевропейской инфраструктуры для высокопроизводительных вычислений (www.esf.org/infrastructure). Инициатива направлена на укрепление связи европейской науки, техники и суперкомпьютерных технологий, на превращение ЕС в общество, базирующееся на знаниях. в США закон о поддержке суперкомпьютерной отрасли был принят еще в 80-х годах. Его цели – непрерывное лидерство страны в области высокопроизводительных вычислений, координация усилий различных ведомств специальным исполнительным органом при президенте и формирование федеральных программ по разработке и внедрению этих технологий. Сегодня правительство США планирует закупить суперкомпьютеры производительностью от 50 трлн до 10 квадриллионов операций в секунду на сотни миллионов долларов, обеспечивая развитие рынка и подготовку кадров

Цель программы INSITE Министерства энергетики США – предоставить суперкомпьютерное время и экспертизу крупнейших вычислительных центров на базе вузов для реализации лучших промышленных разработок. Такая программа облегчает внедрение суперкомпьютерных технологий в промышленности и позволяет корпорациям уже сегодня получать высококонкурентные продукты.

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!