Вы­чис­ле­ния со ско­ро­стью све­та

Бе­ла­русь и Рос­сия ак­тив­но бо­рют­ся за ли­дер­ство на ми­ро­вом рын­ке су­пер­ком­пью­тер­ных и ГРИД-тех­но­ло­гий

Economy of Belarus (Russian) - - ЧИТАЙТЕ В НОМЕРЕ: - Оль­га БЕ­ЛЯВ­СКАЯ, «Эко­но­ми­ка Бе­ла­ру­си»

Раз­ра­бот­ки в этом сег­мен­те ИT-сфе­ры дав­но ста­ли при­о­ри­те­том для раз­ви­тых стран. Уче­ные уве­ре­ны, что имен­но вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ные вы­чис­ле­ния поз­во­лят сде­лать прин­ци­пи­аль­но но­вые от­кры­тия и со­здать тех­но­ло­гии бу­ду­ще­го. Мно­гие го­су­дар­ства рас­смат­ри­ва­ют су­пер­ком­пью­тер­ные ре­сур­сы в качестве глав­но­го ин­стру­мен­та ко­рен­ной мо­дер­ни­за­ции и по­вы­ше­ния кон­ку­рен­то­спо­соб­но­сти на­ци­о­наль­ной эко­но­ми­ки. Бе­ла­русь и Рос­сия так­же при­дер­жи­ва­ют­ся ми­ро­вых тен­ден­ций и ста­ра­ют­ся ид­ти в но­гу с ли­де­ра­ми. О том, как бу­дут ис­поль­зо­вать­ся вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ные ре­сур­сы обе­их стран, о но­вых воз­мож­но­стях бе­ло­рус­ско-рос­сий­ских су­пер­ком­пью­тер­ных си­стем и пер­спек­ти­вах их ин­те­гра­ции в еди­ную ки­бе­рин­фра­струк­ту­ру рас­ска­зы­ва­ет ис­пол­ни­тель­ный ди­рек­тор со­юз­ной про­грам­мы «СКИФ-ГРИД», на­уч­ный со­труд­ник Объ­еди­нен­но­го ин­сти­ту­та про­блем ин­фор­ма­ти­ки На­ци­о­наль­ной ака­де­мии на­ук Бе­ла­ру­си Ана­то­лий КРИШТОФИК.

Ана­то­лий Ми­хай­ло­вич, над со­зда­ни­ем ки­бе­рин­фра­струк­ту­ры сей­час ак­тив­но ра­бо­та­ют во мно­гих раз­ви­тых стра­нах. Для че­го она необ­хо­ди­ма и что скры­ва­ет­ся за по­ня­ти­ем «ки­бер­про­стран­ство»?

– Ки­бе­рин­фра­струк­ту­ра, или ки­бер­про­стран­ство, со­став­ля­ет ос­но­ву на­уч­но-тех­ни­че­ско­го по­тен­ци­а­ла лю­бо­го раз­ви­то­го го­су­дар­ства. Она яв­ля­ет­ся клю­че­вым ин­стру­мен­том по­вы­ше­ния эф­фек­тив­но­сти ис­поль­зо­ва­ния су­пер­ком­пью­тер­ных ре­сур­сов. Это со­во­куп­ность на­ци­о­наль­ных, ре­ги­о­наль­ных и от­рас­ле­вых су­пер­ком­пью­тер­ных цен­тров с мощ­ны­ми вы­чис­ли­те­ля­ми, си­сте­ма­ми хра­не­ния дан­ных, а так­же раз­лич­ным ин­фор­ма­ци­он­ным на­пол­не­ни­ем. Ки­бе­рин­фра­струк­ту­ра ба­зи­ру­ет­ся на на­бо­ре тех­но­ло­гий, где на­ря­ду с са­ми­ми су­пер­ком­пью­те­ра­ми гос­под­ству­ю­щие по­зи­ции за­ни­ма­ют телекоммуникации и про­грамм­ные сред­ства под­держ­ки эф­фек­тив­но­го ис­поль­зо­ва­ния вы­чис­ли­тель­но­го пар­ка.

Опо­ра на ее по­тен­ци­ал от­кры­ва­ет со­вер­шен­но но­вые воз­мож­но­сти для раз­ви­тия всех без ис­клю­че­ния от­рас­лей эко­но­ми­ки – от кос­ми­че­ских тех­но­ло­гий, тя­же­лой про­мыш­лен­но­сти до ме­ди­ци­ны и эко­ло­гии. Вы- со­ко­про­из­во­ди­тель­ные вы­чис­ли­тель­ные ре­сур­сы по­мо­га­ют мо­де­ли­ро­вать и в сжа­тые сро­ки вы­пус­кать са­мые слож­ные по кон­струк­ции ви­ды про­мыш­лен­ной про­дук­ции, про­во­дить вир­ту­аль­ные ис­пы­та­ния до­ро­го­сто­я­щих кос­ми­че­ских ап­па­ра­тов, слож­ной ма­ши­но­стро­и­тель­ной тех­ни­ки, с вы­со­кой точ­но­стью де­лать про­гно­зы по­го­ды, сле­дить за со­сто­я­ни­ем эко­си­стем и да­же участ­во­вать в раз­вед­ке по­лез­ных ис­ко­па­е­мых.

Сле­ду­ет от­ме­тить, что Бе­ла­русь при­сту­пи­ла к осво­е­нию но­вых тех­но­ло­гий в то вре­мя, ко­гда раз­ви­тые стра­ны уже на­ча­ли ис­поль­зо­вать вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ные ре­сур­сы непо­сред­ствен­но в про­из­вод­стве.

Од­на­ко, несмот­ря на неко­то­рое от­ста­ва­ние, бе­ло­рус­ские уче­ные до­ста­точ­но быст­ро осво­и­ли раз­ра­бот­ку су­пер­ком­пью­тер­ных си­стем в ко­опе­ра­ции с рос­сий­ски­ми кол­ле­га­ми. Се­го­дня на­ши ин­но­ва­ции при­ме­ня­ют­ся в ма­ши­но­стро­е­нии, био­ин­фор­ма­ти­ке, ме­ди­цине и фар­ма­цев­ти­ке.

В про­цес­се ре­а­ли­за­ции сов­мест­ных про­грамм по со­зда­нию вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ной вы­чис­ли­тель­ной тех­ни­ки су­перЭВМ «СКИФ» мно­го­крат­но вхо­ди­ли во все­мир­ный рей­тинг Top500. К кон­цу 2010 го­да толь­ко в Бе­ла­ру­си ко­ли­че­ство су­пер­ком­пью­те­ров вы­рос­ло до се­ми. Объ­еди­нив их мощ­ны­ми ка­на­ла­ми пе­ре­да­чи дан­ных, нам уда­лось сде­лать воз­мож­ным кол­лек­тив­ное ис­поль­зо­ва­ние сра­зу всех су­перЭВМ.

Бе­ла­русь до­ста­точ­но дав­но со­труд­ни­ча­ет с Рос­си­ей в области су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий. Уче­ные двух стран со­зда­ли на­ци­о­наль­ные участ­ки ГРИД-се­ти, ко­то­рые со вре­ме­нем бу­дут ин­те­гри­ро­ва­ны в об­щую сеть Со­юз­но­го го­су­дар­ства. Мож­но ли се­го­дня оце­нить прак­ти­че­скую поль­зу этих про­ек­тов, их эко­но­ми­че­скую от­да­чу?

– Кон­крет­ные циф­ры при­ве­сти не мо­гу, по­сколь­ку их ни­кто не под­счи­ты­вал. Од­на­ко со­вер­шен­но оче­вид­но, что от­да­ча от сов­мест­ных бе­ло­рус­ско-рос­сий­ских про­ек­тов крайне ве­ли­ка, и это при том, что по­ка су­пер­ком­пью­те­ры ис­поль­зу­ют­ся лишь в от­дель­ных от­рас­лях эко­но­ми­ки. При­ве­ду лишь несколь­ко яр­ких при­ме­ров. Од­ним из глав­ных поль­зо­ва­те­лей су­пер­ком­пью­тер­ных ре­сур­сов в на­шей стране вы­сту­па­ет ма­ши­но­стро­и­тель­ный ком­плекс, в том чис­ле круп­ные про­мыш­лен­ные пред­при­я­тия. Су­перЭВМ при­ме­ня­ют­ся здесь для вир­ту­аль­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния кон­струк­ций ма­шин, опре­де­лен­ных со­став­ных ча­стей для них. Так, Грод­нен­ский

за­вод кар­дан­ных ва­лов мо­де­ли­ру­ет кар­дан­ные пе­ре­да­чи для ав­то­мо­би­лей БелАЗ и про­во­дит их вир­ту­аль­ные ис­пы­та­ния. В ре­зуль­та­те сни­жа­ет­ся ма­те­ри­а­ло­ем­кость, по­вы­ша­ет­ся проч­ность про­дук­ции и, кро­ме то­го, за счет за­ме­ны до­ро­го­сто­я­щих на­тур­ных те­стов вир­ту­аль­ны­ми эко­но­мят­ся зна­чи­тель­ные де­неж­ные сред­ства.

Пре­иму­ще­ства су­пер­ком­пью­те­ров дав­но оце­ни­ли и на Мин­ском мо­тор­ном за­во­де. С по­мо­щью вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных си­стем на этом пред­при­я­тии ис­сле­до­ва­ли гид­ро­ди­на­ми­че­ские про­цес­сы, от ко­то­рых за­ви­сит класс вы­пус­ка­е­мых дви­га­те­лей, их мощ­ность, а так­же со­став вы­хлоп­ных га­зов. Су­пер­ком­пью­тер­ные тех­но­ло­гии по­мо­га­ют спе­ци­а­ли­стам за­во­да вы­яв­лять проч­ност­ные характеристики про­дук­ции, со­зда­вать но­вые ее ви­ды.

Для Мин­ско­го за­во­да ко­лес­ных тя­га­чей раз­ра­бо­та­на и пе­ре­да­на в опыт­ную экс­плу­а­та­цию си­сте­ма про­ек­ти­ро­ва­ния, ис­пы­та­ний и оп­ти­ми­за­ции ма­ши­но­стро­и­тель­ных из­де­лий, функ­ци­о­ни­ру­ю­щая в тер­ри­то­ри­аль­но рас­пре­де­лен­ной вы­чис­ли­тель­ной сре­де ин­же­нер­но­го ГРИД-сег­мен­та. Про­ве­де­но обу­че­ние спе­ци­а­ли­стов за­во­да, ра­бо­та­ю­щих в этой области.

Ис­поль­зо­ва­ние су­пер­ком­пью­тер­ных ре­сур­сов на упо­мя­ну­тых мною пред­при­я­ти­ях ста­ло воз­мож­ным бла­го­да­ря сфор­ми­ро­ван­ной те­ле­ком­му­ни­ка­ци­он­ной ин­фра­струк­ту­ре и спе­ци­аль­ным ра­бо­чим ме­стам для кон­струк­то­ров, ин­те­гри­ро­ван­ным в ГРИД-сре­ду.

Боль­шую роль иг­ра­ют су­пер­ком­пью­те­ры и в раз­ви­тии бе­ло­рус­ской ме­ди­ци­ны. Вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ные ре­сур­сы объ­еди­ня­ют кол­лек­ти­вы сра­зу несколь­ких на­уч­ных учре­жде­ний. К при­ме­ру, в од­ном из про­ек­тов мы вза­и­мо­дей­ству­ем с Ин­сти­ту­том био­ор­га­ни­че­ской хи­мии НАН. Био­ло­ги сов­мест­но с на­ши­ми спе­ци­а­ли­ста­ми ис­поль­зу­ют си­сте­му ком­пью­тер­но­го кон­стру­и­ро­ва­ния ле­кар­ствен­ных пре­па­ра­тов для те­ра­пии раз­лич­ных за­бо­ле­ва­ний. С по­мо­щью су­пер­ком­пью­те­ра «СКИФ» уче­ные на­учи­лись стро­ить трех­мер­ные мо­де­ли воз­дей­ствия раз­лич­ных ле­кар­ствен­ных средств при ле­че­нии. В бу­ду­щем это по­мо­жет опре­де­лять наи­бо­лее эф­фек­тив­ные хи­ми­че­ские со­еди­не­ния для борь­бы с те­ми или ины­ми неду­га­ми для каж­до­го боль­но­го.

Сей­час глав­ные уси­лия экс­пер­тов скон­цен­три­ро­ва­ны на по­ис­ке пу­тей ле­че­ния та­ко­го опас­но­го за­бо­ле­ва­ния, как СПИД. Речь идет, пре­жде все­го, об оцен­ке эф­фек­тив­но­сти пре­па­ра­тов, при­ме­ня­е­мых в борь­бе с ВИЧ-ин­фек­ци­ей. Для про­ве­де­ния ис­сле­до­ва­ний уче­ные со­зда­ли спе­ци­аль­ную кол­лек­цию бел­ков, ко­то­рые мо­де­ли­ру­ют­ся на су­пер­ком­пью­те­ре. Про­ект уже при­нес ре­зуль­та­ты: раз­ра­бо­тан один из про­то­ти­пов но­вой ле­кар­ствен­ной фор­мы про­тив ВИЧ-ин­фек­ции. Хи­ми­ки син­те­зи­ро­ва­ли это ве­ще­ство и пе­ре­да­ли его в НИИ эпи­де­мио­ло­гии и мик­ро­био­ло­гии для про­ве­де­ния даль­ней­ших ис­сле­до­ва­ний.

«СКИФ» по­мо­га­ет и в изу­че­нии рент­ге­нов­ских и то­мо­гра­фи­че­ских сним­ков лю­дей, боль­ных ту­бер­ку­ле­зом и он­ко­ло­ги­че­ски­ми за­бо­ле­ва­ни­я­ми. Из­вест­но, что ту­бер­ку­лез при опре­де­лен­ных усло­ви­ях мо­жет пе­ре­те­кать в рак лег­ких. Де­таль­но оце­ни­вать, мо­де­ли­ро- вать и про­гно­зи­ро­вать эти про­цес­сы мож­но на су­пер­ком­пью­те­ре. В про­ек­те участ­ву­ют спе­ци­а­ли­сты 2-го го­род­ско­го про­ти­во­ту­бер­ку­лез­но­го дис­пан­се­ра Мин­ска и Рес­пуб­ли­кан­ско­го на­уч­но-прак­ти­че­ско­го цен­тра он­ко­ло­гии и ме­ди­цин­ской ра­дио­ло­гии име­ни Н.Н.Алек­сан­дро­ва.

А как бу­дут ис­поль­зо­вать­ся воз­мож­но­сти «СКИФ» в раз­ви­тии бе­ло­рус­ской атом­ной энер­ге­ти­ки?

– Су­пер­ком­пью­тер­ные тех­но­ло­гии поз­во­лят не толь­ко мо­де­ли­ро­вать раз­лич­ные си­ту­а­ции на АЭС, ко­то­рую пла­ни­ру­ет­ся по­стро­ить в Бе­ла­ру­си, но и, что бо­лее важ­но в на­сто­я­щий мо­мент, под­го­то­вить кадры для ра­бо­ты на стан­ции. В Ин­сти­ту­те энер­ге­ти­че­ских и ядер­ных ис­сле­до­ва­ний «Сос­ны» в про­шлом го­ду мы уста­но­ви­ли су­пер­ком­пью­тер «СКИФ К-500». Для его за­пус­ка бы­ла со­зда­на необ­хо­ди­мая ин­фра­струк­ту­ра, про­ве­де­но опто­во­лок­но, смон­ти­ро­ва­но обо­ру­до­ва­ние. Здесь со­здан сов­мест­ный с Бел­го­су­ни­вер­си­те­том ре­сурс­ный центр, где бу­дут го­то­вить спе-

ци­а­ли­стов для атом­ной энер­ге­ти­ки.

По­ми­мо это­го, в цен­тре пла­ни­ру­ет­ся про­во­дить раз­лич­ные экс­пе­ри­мен­ты, свя­зан­ные с ра­бо­той АЭС. К при­ме­ру, сей­час на су­пер­ком­пью­те­ре в ин­сти­ту­те «Сос­ны» уста­нов­ле­но при­клад­ное про­грамм­ное обес­пе­че­ние, ко­то­рое по­мо­жет изу­чить осо­бен­но­сти про­хож­де­ния иони­зи­ру­ю­ще­го из­лу­че­ния че­рез раз­лич­ные ма­те­ри­а­лы, а так­же его воз­дей­ствие на че­ло­ве­ка. Бе­ло­рус­ские уче­ные в ко­опе­ра­ции с рос­сий­ски­ми кол­ле­га­ми уже про­ве­ли экс­пе­ри­мен­таль­ные рас­че­ты.

Важ­но от­ме­тить, что на­ши ком­пью­тер­ные ре­сур­сы под­клю­че­ны к ев­ро­пей­ской ГРИД-се­ти. Мы яв­ля­ем­ся членами меж­ду­на­род­ной вир­ту­аль­ной ор­га­ни­за­ции по ис­сле­до­ва­ни­ям в области атом­ной энер­ге­ти­ки и мо­жем под­дер­жи­вать связь с ев­ро­пей­ски­ми экс­пер­та­ми.

Ма­ло кто име­ет чет­кое пред­став­ле­ние о стро­е­нии су­пер­ком­пью­те­ров. Рас­ска­жи­те, по­жа­луй­ста, ка­кие эле­мен­ты в них наи­бо­лее важ­ны, от че­го в первую оче­редь за­ви­сит под­дер­жа­ние жиз­не­обес­пе­че­ния «СКИФ»?

– Здесь, как го­во­рит­ся, важ­ным и глав­ным яв­ля­ет­ся все. Но наи­бо- лее зна­чи­ма, по­жа­луй, эле­мент­ная ба­за и, пре­жде все­го, – мик­ро­про­цес­со­ры и уско­ри­те­ли. Имен­но они опре­де­ля­ют быст­ро­дей­ствие су­пер­ком­пью­те­ров. Мно­гое, в том чис­ле эф­фек­тив­ность ра­бо­ты еди­ной вы­чис­ли­тель­ной сре­ды, за­ви­сит от мощ­но­сти те­ле­ком­му­ни­ка­ций. Не сто­ит за­бы­вать и о важ­но­сти баз дан­ных для хра­не­ния ин­фор­ма­ции, об­ра­ба­ты­ва­е­мой на су­пер­ком­пью­те­ре. Чем боль­ше объ­е­мы па­мя­ти, тем лег­че справ­лять­ся с за­да­ча­ми по­вы­шен­ной слож­но­сти.

Хо­ро­шо из­вест­но так­же, что ра­бо­та су­пер­ком­пью­те­ра невоз­мож­на без про­грамм­но­го обес­пе­че­ния. Речь идет не толь­ко о при­клад­ных про­грам­мах, ко­то­рые по­мо­га­ют рас­па­рал­ле­ли­вать ре­ша­е­мые за­да­чи, но и о си­стем­ном ПО. Все это тес­но вза­и­мо­увя­за­но, и ес­ли один эле­мент вый­дет из строя, то и вся си­сте­ма пе­ре­ста­нет функ­ци­о­ни­ро­вать.

А как вы оце­ни­ва­е­те пер­спек­ти­вы ор­га­ни­за­ции се­рий­но­го про­из­вод­ства ком­плек­ту­ю­щих для су­пер­ком­пью­те­ров в Бе­ла­ру­си?

– Для ор­га­ни­за­ции се­рий­но­го про­из­вод­ства от­дель­ных ком­по­нен­тов для су­пер­ком­пью­те­ров у нас дей­стви­тель­но есть по­тен­ци­ал. Ре­а­ли­зо­вать его пла­ни­ру­ет­ся в рам­ках но­вой со­юз­ной про­грам­мы «ОРБИСС». В част­но­сти, сов­мест­но с НТЦ «Бел­мик­ро­си­сте­мы» бу­дет раз­ра­бо­тан и осво­ен вы­пуск опре­де­лен­ных ви­дов те­ле­ком­му­ни­ка­ци­он­но­го обо­ру­до­ва­ния, к при­ме­ру, ком­му­та­то­ров для су­пер­ком­пью­те­ров.

Вы­пус­кать у се­бя мик­ро­про­цес­со­ры неце­ле­со­об­раз­но с эко­но­ми­че­ской точ­ки зре­ния, по­сколь­ку мы за­мет­но от­ста­ем в этой области от ве­ду­щих ми­ро­вых про­из­во­ди­те­лей.

В то же вре­мя есть бе­ло­рус­ские ин­но­ва­ции, ко­то­рые мо­гут быть пер­спек­тив­ны­ми для мас­шта­би­ро­ва­ния и вы­хо­да на

меж­ду­на­род­ный ры­нок. Сре­ди них – тех­но­ло­гия охла­жде­ния вы­чис­ли­тель­ных уз­лов су­пер­ком­пью­те­ров, раз­ра­бо­тан­ная на ба­зе теп­ло­вых тру­бок. Это на­ша соб­ствен­ная ин­но­ва­ция. Ее уже вы­со­ко оце­ни­ли на­ши рос­сий­ские кол­ле­ги, ко­то­рые так­же вы­ра­зи­ли го­тов­ность со­труд­ни­чать.

В це­лом, я ду­маю, в бу­ду­щем мы смо­жем по­став­лять за пре­де­лы стра­ны эле­мен­ты си­стем, в первую оче­редь – в Рос­сию.

Бе­ло­рус­ско-рос­сий­ские раз­ра­бот­ки в области су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий мож­но по пра­ву на­звать ин­но­ва­ци­я­ми ми­ро­во­го уров­ня. Од­на­ко на­у­ка не сто­ит на ме­сте, у на­ших «СКИФ» мно­го за­ру­беж­ных кон­ку­рен­тов. Как уче­ные двух стран на­ме­ре­ны удер­жи­вать ли­дер­ство в этом сег­мен­те? Ка­ким бу­дет бе­ло­рус­ско-рос­сий­ский су­пер­ком­пью­тер в бли­жай­шем бу­ду­щем?

– Ес­ли го­во­рить с точ­ки зре­ния тех­но­ло­гий, то раз­ви­тие вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных вы­чис­ле­ний во всех стра­нах осу­ществ­ля­ет­ся при­мер­но по од­ним и тем же прин­ци­пам. Они за­ви­сят от ми­ро­вых тен­ден­ций раз­ви­тия эле­мент­ной ба­зы и со­сто­я­ния дел в этой от­рас­ли в каж­дой стране. Мы их де­таль­но от­сле­жи­ва­ем. И в Бе­ла­ру­си, и в Рос­сии есть кон­фи­гу­ра­ции лю­бой ар­хи­тек­ту­ры, ко­то­рые поз­во­ля­ют при необ­хо­ди­мо­сти со­здать боль­шие вы­чис­ли­тель­ные мощ­но­сти.

Ду­маю, что в ско­ром вре­ме­ни спрос на су­пер­ком­пью­тер­ные тех­но­ло­гии вы­рас­тет в ра­зы. Вот по­че­му, на мой взгляд, ис­поль­зо­ва­ние этих ре­сур­сов не­об­хо­ди­мо вве­сти в си­сте­му го­су­дар­ствен­ных стан­дар­тов. Это зна­чит, к при­ме­ру, что при от­сут­ствии циф­ро­вой мо­де­ли из­де­лие или про­дук­ция не бу­дет при­зна­вать­ся кон­ку­рен­то­спо­соб­ной неза­ви­си­мо от ее на­зна­че­ния. С уче­том этих тен­ден­ций мы ста­ра­ем­ся мак­си­маль­но об­нов­лять и со­вер­шен­ство­вать на­ши су­пер­ком­пью­тер­ные си­сте­мы, од­на­ко не все по­лу­ча­ет­ся так, как хо­те­лось бы. Ин­те­гра­ция вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных ре­сур­сов Бе­ла­ру­си и Рос­сии мог­ла бы быть бо­лее ин­тен­сив­ной. На­де­юсь, что но­вые со­юз­ные про­грам­мы, ко­то- рые пла­ни­ру­ют­ся к за­пус­ку, поз­во­лят ре­шить этот вопрос.

Ес­ли го­во­рить о су­пер­ком­пью­те­рах бу­ду­ще­го, то здесь так­же пред­сто­ит нема­ло сде­лать. Ес­ли мы сей­час ра­бо­та­ем над су­перЭВМ про­из­во­ди­тель­но­стью те­рафлоп­но­го диа­па­зо­на (трил­ли­он опе­ра­ций с пла­ва­ю­щей за­пя­той в се­кун­ду), то уче­ные ве­ду­щих стран – уже над ма­ши­на­ми про­из­во­ди­тель­но­стью эк­зафлоп­но­го диа­па­зо­на, ко­то­рые в со­сто­я­нии про­из­во­дить один квин­тил­ли­он (один мил­ли­он трил­ли­о­нов) вы­чис­ле­ний в се­кун­ду. Их воз­мож­но­сти в ты­ся­чи раз пре­вы­ша­ют ныне су­ще­ству­ю­щие. Это дей­стви­тель­но тех­но­ло­гии бу­ду­ще­го, к ко­то­рым стре­мим­ся и мы.

Од­на­ко про­цесс по­стро­е­ния та­ких вы­чис­ли­тель­ных мощ­но­стей тре­бу­ет со­вер­шен­но но­вых под­хо­дов. Су­ще­ству­ю­щие у нас тех­но­ло­гии объ­еди­не­ния вы­чис­ли­тель­ных воз­мож­но­стей в еди­ную вы­чис­ли­тель­ную сре­ду на ба­зе се­те­вых ре­ше­ний за­труд­не­ны в си­лу мно­го­уров­не­во­сти си­сте­мы пе­ре­да­чи дан­ных. Из-за боль­шо­го ко­ли­че­ства уров­ней воз­ни­ка­ют за­держ­ки в пе­ре­да­че ин­фор­ма­ции меж­ду вы­чис­ли­тель­ны­ми уз­ла­ми, а это су­ще­ствен­но ска­зы­ва­ет­ся на быст­ро­дей­ствии су­пер­ком­пью­те­ра. Со­зда­ние но­вых вы­чис­ли­тель­ных мощ­но­стей тре­бу­ет из­ме­не­ния под­хо­дов и к по­стро­е­нию те­ле­ком­му­ни­ка­ци­он­ной сре­ды.

Ка­ким, по-ва­ше­му, дол­жен быть сле­ду­ю­щий шаг на пу­ти со­зда­ния объ­еди­нен­ной ки­бе­рин­фра­струк­ту­ры Бе­ла­ру­си и Рос­сии?

– Это крайне непро­стой вопрос, тре­бу­ю­щий ком­плекс­но­го рас­смот­ре­ния. В бе­ло­рус­ско­рос­сий­ской на­уч­ной ин­те­гра­ции очень мно­го по­ло­жи­тель­но­го: уче­ные двух стран объ­еди­ня­ют свои уси­лия, де­лят­ся опы­том, ре­сур­са­ми, про­во­дят сов­мест­но ис­сле­до­ва­ния. Од­на­ко есть, по мо­е­му мне­нию, и неко­то­рые недо­стат­ки. Од­ним из них яв­ля­ет­ся от­сут­ствие пря­мой те­ле­ком­му­ни­ка­ци­он­ной ин­фра­струк­ту­ры в сфе­ре на­у­ки и об­ра­зо­ва­ния. По­лу­ча­ет­ся, что мы объ­еди­ня- ем ре­сур­сы че­рез ев­ро­пей­скую на­уч­но-об­ра­зо­ва­тель­ную сеть, а пря­мо­го вза­и­мо­дей­ствия нет. Это огра­ни­чи­ва­ет воз­мож­но­сти на­ших поль­зо­ва­те­лей. В рам­ках од­ной из но­вых со­юз­ных про­грамм как раз и пла­ни­ру­ет­ся устра­нить этот про­бел.

По­ми­мо это­го, пред­сто­ит зна­чи­тель­но на­рас­тить вы­чис­ли­тель­ные ре­сур­сы. Сей­час их яв­но недо­ста­точ­но. К при­ме­ру, за­гру­жен­ность су­пер­ком­пью­тер­ных си­стем на­ше­го ин­сти­ту­та очень вы­со­кая: от­дель­ные поль­зо­ва­те­ли сто­ят в оче­ре­ди до 3 дней. Что­бы ре­шить этот вопрос, на­до осна­стить вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ны­ми ре­сур­са­ми не толь­ко Минск, но и все ре­ги­о­ны стра­ны.

Пред­сто­ит по­за­бо­тить­ся и о си­сте­мах хра­не­ния ин­фор­ма­ции. Ведь для про­ве­де­ния боль­шо­го кру­га на­уч­ных ис­сле­до­ва­ний, тех же вир­ту­аль­ных ис­пы­та­ний, тре­бу­ют­ся очень боль­шие ба­зы дан­ных. Меж­ду тем си­сте­мы хра­не­ния их огра­ни­че­ны. И ес­ли рас­смат­ри­вать на­ши воз­мож­но­сти с уче­том ми­ро­вых тен­ден­ций раз­ви­тия ИТ-сфе­ры, то не­об­хо­ди­мо бо­лее ак­тив­но за­ни­мать­ся тех­но­ло­ги­я­ми так на­зы­ва­е­мо­го cloudком­пью­тин­га, ко­то­рый пред­по­ла­га­ет предо­став­ле­ние ре­сур­сов, в том чис­ле вы­чис­ли­тель­ных баз дан­ных тре­бу­е­мой ар­хи­тек­ту­ры, при­клад­но­го про­грамм­но­го обес­пе­че­ния как услу­ги.

К во­про­су об услу­гах. Сей­час боль­шин­ство вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных ре­сур­сов в рес­пуб­ли­ке до­ступ­ны толь­ко пред­при­я­ти­ям. А смо­гут ли ими вос­поль­зо­вать­ся про­стые по­тре­би­те­ли, на­при­мер, в биб­лио­те­ках те же сту­ден­ты, мо­ло­дые уче­ные, ис­сле­до­ва­те­ли?

– Уве­рен, что да. Ес­ли мы го­во­рим о ки­бе­рин­фра­струк­ту­ре, то ис­поль­зо­ва­ние баз дан­ных, ар­хи­вов ин­ди­ви­ду­аль­ны­ми поль­зо­ва­те­ля­ми вполне ре­аль­но. В этом дей­стви­тель­но есть необ­хо­ди­мость. Од­на­ко с точ­ки зре­ния вы­чис­ли­тель­ных ре­сур­сов труд­но ска­зать, нуж­ны ли от­дель­ным поль­зо­ва­те­лям воз­мож­но­сти су­пер­ком­пью­те­ра для ре­ше­ния ка­ких-то лич­ных за­дач или про­стых за­да­ний. Та­кое ма­ло­ве­ро­ят­но.

Ана­то­лий Ми­хай­ло­вич, вы не раз озву­чи­ва­ли пред­ло­же­ние о со­зда­нии в Бе­ла­ру­си кон­сор­ци­у­ма су­пер­ком­пью­тер­ных цен­тров…

– В Бе­ла­ру­си та­кой кон­сор­ци­ум уже фак­ти­че­ски со­зда­ет­ся. Его фор­ми­ру­ют Объ­еди­нен­ный ин­сти­тут про­блем ин­фор­ма­ти­ки НАН, Ин­сти­тут энер­ге­ти­че­ских и ядер­ных ис­сле­до­ва­ний «Сос­ны», Бел­го­су­ни­вер­си­тет и Грод­нен­ский го­су­дар­ствен­ный уни­вер­си­тет. Они объ­еди­ни­ли свои вы­чис­ли­тель­ные ре­сур­сы в еди­ную си­сте­му, ГРИД-сеть. Кро­ме то­го, эти ре­сур­сы ин­те­гри­ро­ва­ны в ев­ро­пей­скую ГРИД­ин­фра­струк­ту­ру. Наш ин­сти­тут, к при­ме­ру, пред­став­ля­ет на­ци­о­наль­ную ГРИД-ини­ци­а­ти­ву в ев­ро­пей­ской ГРИД-сре­де. Мы участ­ву­ем в круп­ных меж­ду­на­род­ных про­ек­тах.

Од­на­ко для бо­лее ин­тен­сив­ной ин­те­гра­ции в ев­ро­пей­ское ГРИД­про­стран­ство не­об­хо­ди­мо сна­ча­ла осво­ить тех­но­ло­гии раз­ви­тых стран. Ес­ли мы это сде­ла­ем, то­гда есть смысл объ­еди­нять ре­сур­сы, всту­пать в вир­ту­аль­ные ор­га­ни­за­ции по на­уч­ным ин­те­ре­сам и про­во­дить сов­мест­ные ис­сле­до­ва­ния.

Сле­ду­ет ска­зать, что в области раз­ви­тия и при­ме­не­ния су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий бе­ло­рус­ские уче­ные вза­и­мо­дей­ству­ют с кол­ле­га­ми не толь­ко из Рос­сии, но и из дру­гих стран. К при­ме­ру, на­ши спе­ци­а­ли­сты участ­ву­ют в ре­а­ли­за­ции про­ек­тов 7-й Ра­моч­ной про­грам­мы Ев­ро­со­ю­за. Вы­пол­ня­ли мы сов­мест­ный про­ект и с На­уч­но-тех­ни­че­ским цен­тром име­ни ко­ро­ля Аб­ду­ла­зи­за (Са­у­дов­ская Ара­вия).

Недав­но в НАН Бе­ла­ру­си при­ез­жа­ли ки­тай­ские спе­ци­а­ли­сты с пред­ло­же­ни­я­ми сов­мест­ных ис­сле­до­ва­ний в области су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий. Мы, без­услов­но, го­то­вы со­труд­ни­чать с ни­ми. Сов­мест­ные про­ек­ты пред­ла­га­ют­ся и стра­нам СНГ, в том чис­ле Ка­зах­ста­ну, Укра­ине, Мол­до­ве.

Но все-та­ки глав­ным парт­не­ром в этом сег­мен­те бы­ла, есть и бу­дет оста­вать­ся Рос­сия. Се­го­дня нам осо­бен­но вы­год­но раз­ви­вать вза­и­мо­дей­ствие в области су­пер­ком­пью­тер­ной ин­ду­стрии в усло­ви­ях Та­мо­жен­но­го со­ю­за и Еди­но­го эко­но­ми­че­ско­го про­стран­ства. Ес­ли го­во­рить о расширении парт­нер­ства с другими про­из­во­ди­те­ля­ми су­пер­ком­пью­те­ров, то этот про­цесс по­тре­бу­ет боль­ших уси­лий и бу­дет ме­нее эф­фек­тив­ным. На­до пом­нить, что ми­ро­вые ли­де­ры по про­из­вод­ству су­перЭВМ дав­но по­де­ли­ли тра­ди­ци­он­ные рын­ки сбы­та и сей­час агрес­сив­но за­во­е­вы­ва­ют но­вые. Ки­тай, к при­ме­ру, то­же при­дер­жи­ва­ет­ся та­кой по­ли­ти­ки. Бе­ла­русь в их гла­зах не про­сто по­тен­ци­аль­ный парт­нер по раз­ра­бот­ке су­пер­ком­пью­тер­ных си­стем, но еще и по­тен­ци­аль­ный кли­ент, за­каз­чик про­дук­ции. Мы же за­ин­те­ре­со­ва­ны в том, что­бы са­мо­сто­я­тель­но удо­вле­тво­рять свои по­треб­но­сти

в та­ких ма­ши­нах и си­сте­мах, а по воз­мож­но­сти – вы­хо­дить на рын­ки за­ру­беж­ных стран со сво­и­ми раз­ра­бот­ка­ми.

– Раз­ви­тие су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий во всем ми­ре вы­пол­ня­ет­ся пре­иму­ще­ствен­но в рам­ках го­су­дар­ствен­ных про­грамм. В то же вре­мя в та­кие про­ек­ты ста­ра­ют­ся при­вле­кать частные ин­ве­сти­ции. В Япо­нии, на­при­мер, со­зда­но спе­ци­аль­ное объ­еди­не­ние Industrial Forum for Super Computing Promotion (IFSCP), в ко­то­рое во­шли 160 ве­ду­щих ком­па­ний, за­ин­те­ре­со­ван­ных в раз­ви­тии от­рас­ли. Од­на­ко ни­где частные ин­ве­сти­ции в су­пер­ком­пью­тер­ную от­расль не иг­ра­ют ве­ду­щей ро­ли.

Здесь на­до по­ни­мать, что сна­ча­ла тех­но­ло­гии осва­и­ва­ют­ся в рам­ках на­уч­но-об­ра­зо­ва­тель­но­го про­стран­ства, а за­тем до­во­дят­ся до про­мыш­лен­но­го про­из­вод­ства. Са­ма про­мыш­лен­ность не в со­сто­я­нии раз­ра­бо­тать ни при­клад­ное про­грамм­ное обес­пе­че­ние, ни тех­но­ло­гии. Это, как го­во­рит­ся, все рав­но на­чи­на­ет­ся с уче­ных.

В то же вре­мя биз­не­сме­ны дей­стви­тель­но мо­гут ока­зать со­дей­ствие в про­дви­же­нии су­пер­ком­пью­тер­ных тех­но­ло­гий. Но для это­го не­об­хо­ди­мо ре­шить ряд во­про­сов, в том чис­ле со­здать в стране со­от­вет­ству­ю­щую нор­ма­тив­но-пра­во­вую ба­зу.

Для успеш­но­го внед­ре­ния вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных си­стем в ре­аль­ном сек­то­ре эко­но­ми­ки нуж­ны ква­ли­фи­ци­ро­ван­ные кадры. Как ре­ша­ет­ся этот вопрос?

– Мы уже на­ча­ли го­то­вить спе­ци­а­ли­стов по су­пер­ком­пью­тер­ным тех­но­ло­ги­ям в ря­де ву­зов, в том чис­ле в БГУ, БГУИР, БНТУ, Грод­нен­ском го­су­дар­ствен­ном уни­вер­си­те­те. Со­зда­на и ин­тен­сив­но раз­ви­ва­ет­ся рос­сий­ско­бе­ло­рус­ская на­уч­ная шко­ла в области па­рал­лель­ных вы­чис­ле­ний, ко­то­рая ока­зы­ва­ет боль­шое вли­я­ние на под­го­тов­ку спе­ци­а­ли­стов в области при­клад­ной ма­те­ма­ти­ки и ин­фор­ма­ти­ки в ву­зах Бе­ла­ру­си и Рос­сии.

Кро­ме то­го, го­то­вить кадры по­мо­га­ют спе­ци­а­ли­сты ев­ро­пей­ской ГРИД-се­ти.

Од­на­ко для раз­ви­тия пол­но­цен­ной ки­бе­рин­фра­струк­ту­ры в Бе­ла­ру­си не­об­хо­ди­мо ве­сти под­го­тов­ку спе­ци­а­ли­стов в выс­ших учеб­ных за­ве­де­ни­ях всех об­ласт­ных цен­тров.

– Под­го­тов­ле­ны кон­цеп­ции трех но­вых про­грамм. Пер­вая – это «СКИФ-НЕД­РА», ко­то­рая в дан­ный мо­мент на­хо­дит­ся на со­гла­со­ва­нии с гос­за­каз­чи­ка­ми. Про­грам­ма на­прав­ле­на на со­дей­ствие обес­пе­че­нию энер­ге­ти­че­ской без­опас­но­сти го­су­дарств – участ­ни­ков Со­юз­но­го го­су­дар­ства за счет раз­ра­бот­ки и со­зда­ния ин­но­ва­ци­он­но­го ин­стру­мен­та неф­те­га­зо­во­го сер­ви­са – вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных ин­фор­ма­ци­он­но­вы­чис­ли­тель­ных тех­но­ло­гий, вклю­чая пред­мет­но-ори­ен­ти­ро­ван­ную се­рию су­пер­ком­пью­те­ров «СКИФ-ГЕО» и ком­плект вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­но­го про­грамм­но­го обес­пе­че­ния об­ра-

бот­ки и мо­де­ли­ро­ва­ния гео­ло­го­гео­фи­зи­че­ских дан­ных «ПО СКИФ-НЕД­РА».

Ожи­да­ет­ся так­же, что «СКИФНЕДРА» ста­нет ка­та­ли­за­то­ром ро­ста спро­са на вы­со­ко­тех­но­ло­гич­ные услу­ги ком­па­ний стран – участ­ниц Со­юз­но­го го­су­дар­ства, в том чис­ле на ми­ро­вом рын­ке. Бу­дет по­лу­чен устой­чи­вый муль­ти­пли­ка­тив­ный эф­фект вы­со­ко­тех­но­ло­гич­но­го раз­ви­тия и в смеж­ных от­рас­лях.

Еще од­на но­вая про­грам­ма – «СКИФ-СО­ЮЗ». Она преду­смат­ри­ва­ет со­зда­ние еди­ной ба­зо­вой ки­бе­рин­фра­струк­ту­ры Со­юз­но­го го­су­дар­ства, что поз­во­лит ши­ро­ко ис­поль­зо­вать сер­ви­сори­ен­ти­ро­ван­ные су­пер­ком­пью­тер­ные тех­но­ло­гии, раз­ра­бо­тан­ные в рам­ках преды­ду­щих со­юз­ных про­грамм.

Ак­ту­аль­ность «СКИФ-СО­ЮЗ» опре­де­ля­ет­ся по­треб­но­стью в до­сти­же­нии ми­ро­во­го уров­ня раз­ра­бо­ток в области вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных вы­чис­ле­ний и их при­ме­не­ния, необ­хо­ди­мо­стью раз­ви­тия про­из­вод­ства вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ной вы­чис­ли­тель­ной тех­ни­ки для недо­пу­ще­ния от­ста­ва­ния в этой области, а так­же со­зда­нии еди­но­го вы­чис­ли­тель­но­го про­стран­ства для ре­ше­ния ре­сур­со­ем­ких за­дач, в том чис­ле в области кри­ти­че­ских тех­но­ло­гий.

Ре­зуль­та­том ре­а­ли­за­ции про­грам­мы ста­нет раз­вер­ты­ва­ние ба­зо­вой ки­бе­рин­фра­струк­ту­ры Со­юз­но­го го­су­дар­ства – со­во­куп­но­сти су­пер­ком­пью­тер­ных цен­тров, си­стем хра­не­ния дан­ных, си­стем свя­зи и тех­но­ло­гий, обес­пе­чи­ва­ю­щих предо­став­ле­ние ре­сур­сов по­тре­би­те­лям и их эф­фек­тив­ное ис­поль­зо­ва­ние.

Третья про­грам­ма – «ОРБИСС» – пред­по­ла­га­ет со­зда­ние спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ных цен­тров об­ра­бот­ки дан­ных для про­мыш­лен­ных пред­при­я­тий двух стран и фор­ми­ро­ва- ние объ­еди­нен­ной ин­фра­струк­ту­ры су­пер­ком­пью­тер­но­го сер­ви­са для про­мыш­лен­но­сти.

Она яв­ля­ет­ся про­дол­же­ни­ем про­грамм Со­юз­но­го го­су­дар­ства «ТРИ­А­ДА» и «СКИФ-ГРИД». Ос­нов­ная ее цель – со­зда­ние от­рас­ле­вой про­грамм­но-ап­па­рат­ной ин­фра­струк­ту­ры для внед­ре­ния со­вре­мен­ных ме­то­дов про­ек­ти­ро­ва­ния и про­ве­де­ния ис­пы­та­ний с при­ме­не­ни­ем вы­со­ко­про­из­во­ди­тель­ных вы­чис­ле­ний в про­мыш­лен­но­сти. До­сти­же­ние этой це­ли поз­во­лит по­вы­сить кон­ку­рен­то­спо­соб­ность про­дук­ции пред­при­я­тий ра­дио­элек­тро­ни­ки и ма­ши­но­стро­е­ния Со­юз­но­го го­су­дар­ства.

Ряд мо­дель­ных за­дач про­хож­де­ния иони­зи­ру­ю­ще­го из­лу­че­ния

че­рез раз­лич­ные за­щит­ные экра­ны

Мо­де­ли­ро­ва­ние кон­струк­ции, ста­ти­че­ских и ди­на­ми­че­ских на­гру­зок

кар­дан­но­го ва­ла в па­ке­те LS-DYNA

Рас­пре­де­ле­ние ли­ний то­ка воз­ду­ха в ра­бо­чем ци­лин­дре и по­ля рас­пре­де­ле­ния тем­пе­ра­ту­ры от­ра­бо­тан­ных га­зов

в раз­лич­ных се­че­ни­ях охла­ди­те­ля

Рас­пре­де­ле­ние по­лей дав­ле­ния в ра­бо­чем ци­лин­дре и по­лей ско­ро­стей воз­ду­ха с уче­том за­ко­нов дви­же­ния кла­па­нов и порш­ня

Про­ве­де­ние вир­ту­аль­ных ис­пы­та­ний ком­плект­ной мо­де­ли на плав­ность хо­да на раз­лич­ных мо­де­лях грун­та, раз­лич­ных ско­ро­стях дви­же­ния ав­то­мо­би­ля

и при раз­лич­ной мас­се ав­то­мо­би­ля (с гру­зом и без гру­за)

Струк­ту­ра ком­плек­са V3-пеп­ти­да с од­ним из во­до­рас­тво­ри­мых ана­ло­гов га­лак­то­зил­це­ра­ми­да, из­вле­чен­ная из его мо­ле­ку­ляр­но-ди­на­ми­че­ской

тра­ек­то­рии

Наи­бо­лее ве­ро­ят­ные трех­мер­ные струк­ту­ры пе­тель V3 ВИЧ-1

Newspapers in Russian

Newspapers from Belarus

© PressReader. All rights reserved.