Суперкомпьютер «Ломоносов»
Мощность принадлежащего Московскому государственному университету (МГУ) им. М.В. Ломоносова суперкомпьютера «Ломоносов» в течение нескольких месяцев будет увеличена до пяти петафлопс, сказал ректор университета Виктор Садовничий на заседании попечительского совета МГУ, прошедшего под председательством президента Владимира Путина.
Один петафлопс означает, что за секунду машина может совершить тысячу триллионов операций с плавающей точкой.
Заседание попечительского совета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.
По данным МГУ, суперкомпьютер «Ломоносов», установленный в Московском университете в 2009 году, в настоящее время содержит 6654 вычислительных узла, более 94000 процессорных ядер.
«Ломоносов» используется для решения вычислительных задач в таких сферах, как магнитная гидродинамика, гидро– и аэродинамика, квантовая химия, сейсмика, компьютерное моделирование лекарств, геология и науки о материалах, криптография и др.
Как писал D-Russia.ru, по состоянию на осень 2016 года в мировом рейтинге суперкомпьютеров Топ500 находилось семь машин из России. Самый мощный российский компьютер в рейтинге — «Ломоносов-2» с пиковой скоростью почти три петафлопса — находится на 52 строчке.
По словам ректора, без супервычислений не решается сейчас ни одна высокотехнологическая задача, всё большее значение приобретает работа с Big Data, большими базами.
«Информационные технологии необходимы для обеспечения компьютерной безопасности, для защиты передачи данных. Для этого используются так называемые хэш-функции, то есть электронный аналог отпечатков пальцев.
И надо проверить, надёжна ли эта защита. Вот наши молодые преподаватели и студенты не так давно на суперкомпьютере «Ломоносов» поставили мировой рекорд по компрометации этой хэш-функции, самой сложной.
И они остались все работать у нас в стране», — сказал ректор.
Садовничий также рассказал, что в ходе реализации утвержденной в декабре прошлого года стратегии научно-технического развития, в МГУ создается национальный центр компетенций в области цифровой экономики для научных исследований и подготовки кадров.
На основе суперкомпьютера МГУ предлагает создать опытный сегмент уже на базе российских процессоров «Байкал», чтобы использовать его для перевода оборонной и гражданской промышленности на отечественные суперкомпьютерные технологии и программное обеспечение, а также для подготовки специалистов.
«Элементная база разрабатывается ведущей российской компанией «Т-Платформы», и уже ряд министерств использует эти разработки. Наши предложения в этом направлении поддержаны Владимиром Владимировичем. Есть поручение начать эту работу с Минпромторгом, и мы её начали», — сказал Садовничий.
Суперкомпьютер «Ломоносов»
Следите за нашим Телеграм-каналом, чтобы не пропускать самое важное!
Петафлопс для научного лидерства: зачем России суперкомпьютер
В феврале в Кремле под председательством президента России Владимира Путина прошло совместное заседание президиума Госсовета и Совета по науке и образованию. Ученые обсуждали с президентом самый широкий круг вопросов — от ликвидации вузов-пустышек до расширения полномочий региональных властей. Но были и научные проблемы, разобраться в которых обывателю не так легко.
Один из таких вопросов затронул экс-глава РАН академик Владимир Фортов. Корреспондент портала «Будущее России. Национальные проекты» пообщался с академиком и выяснил, почему без суперкомпьютеров Россия не сможет войти в топ-5 мировых научных держав.
Гигафлопс в стиральной машинке- Владимир Евгеньевич, на совместном заседании президиума Госсовета и Совета по науке и образованию, которое состоялось 6 февраля в Кремле, вы поблагодарили президента за его цифровую инициативу в области экономики, управления, медицины, в частности за цифровые лекарства.
Но вместе с тем обозначили, что для развития науки в стране крайне необходимо построить ЭВМ петафлопсного и экзафлопсного диапазона.
Не могли бы вы пояснить, о чем идет речь и почему именно такие ЭВМ жизненно необходимы нашей науке?- Я должен начать с того, что в 1768 году Иммануил Кант, знаменитый немецкий философ, говорил: «Я утверждаю, что в любой науке настоящей науки столько, сколько в ней математики». Этим он подчеркивал, что математика есть базисная наука, которая пронизывает все сферы человеческой деятельности.
Поэтому математические методы, их ценность и широта применения со временем только нарастают.Сегодня существует теория, научный эксперимент и существует математическое моделирование, когда разные явления природы — и физические, и химические, и биологические, буквально все без исключения, в том числе социальные, — описываются математическими методами.
И применимость этих методов имеет очень большое значение — она позволяет радикально ускорить проведение научных исследований, поставить масштабные численные эксперименты, эксперименты на ЭВМ. Математическое моделирование позволяет получать информацию значительно быстрее, чем обычный эксперимент и теория, ни в коем случае не противопоставляя себя им.
То есть математические методы дополняют эксперимент и теорию, это две полезные сути.- Верно ли я понимаю, что математические методы позволяют быстрее и точнее систематизировать данные, которые получают другими методами?- Да, они не противопоставляются, а дополняют другие методы и ни в коем случае не отменяют, не противоречат им.
Это такой же инструмент, который необходим при изучении многообразных явлений природы.У нас в России есть конкурентное преимущество, которое, я убежден, мы должны использовать. Оно состоит в том, что у нас исторически сложилась очень сильная школа прикладной математики. Здесь я бы назвал имена академиков Келдыша, Тихонова, Самарского, Годунова, Четверушкина, Садовничего, Белоцерковского и многих-многих других, которые создали мощные математические школы. И культура у нас в России очень высокая. Но для того, чтобы эти методы гармонично развивались, нужны мощные вычислительные машины, которые позволяют выполнять громадное количество операций, — их называют суперЭВМ.
— Чем они отличаются от обычного компьютера?- Они значительно более мощные и делают много триллионов операций в секунду. У нас в России есть положительный пример. Ректор МГУ Виктор Садовничий и его коллеги создали линейку вычислительных машин, которые называются «Ломоносов-1» и «Ломоносов-2». Это очень мощные машины, которые входят в топовые списки мира.
Тем не менее эти машины перегружены, потому что потребность в них колоссальная. Я еще раз повторюсь: сегодня нет научной области, где бы компьютерные вычисления не играли определяющую роль.- Я хочу уточнить терминологию. Вам как ученому понятно, что такое петафлопсный и экзафлопсный диапазоны ЭВМ. Для обывателя же это два очень сложных слова и ничего более.
Не могли бы вы пояснить, что означают эти диапазоны?- Мощность машины измеряется скоростью исчисления — сколько арифметических операций в секунду она выполняет. Вот тот калькулятор, который у вас работает в стиральной машине, это где-то гигафлопс — десять в девятой степени операций в секунду, то есть миллиард.- А петафлопс?- Это десять в пятнадцатой степени операций в секунду.
Понимаете? …Суперсеть для самых мощных компьютеров- Вы говорили, что ЭВМ петафлопсного диапазона в России примерно пять-шесть штук, а экзафлопсного?- К сожалению, в России нет таких машин. В Америке, Китае есть. Если ученых поддержат, то где-то через пару-тройку лет у нас будет петафлопсная суперЭВМ. Понимаете ли, инфраструктура всегда должна обгонять потребности.
Аэродромов должно быть больше, чем сегодня мы имеем пассажиропоток, так как завтра уже поздно будет их строить. Собственно говоря, когда я взял слово в Госсовете и говорил на эту тему, я призывал создать суперкомпьютер (или их сеть) в нашей стране как некую систему общего пользования для научных исследований.
Тут есть две особенности: этот компьютер должен быть большим и должен быть расположен в том институте, где развита математическая школа, чтобы вычислительная теория и сам компьютер работали вместе.
— Если суперкомпьютер все-таки появится, как это будет работать? Это, условно говоря, будет огромный сервер, правильно я понимаю? Такая очень мощная вычислительная машина?- Нет, она мощнее любого сервера (смеется).- Я упрощаю, чтобы понимать принцип.- Она не локализована, а, как говорят, расположена в пространстве — сегодня на одном компьютере, завтра на другом.
— Но в рамках нацпроекта «Наука» как раз создаются математические центры мирового уровня. Разве они не будут отвечать этим же задачам?- По-моему, нет. Про суперЭВМ речи пока не идет.
Дело в том, что сегодня не важно, где физически будет расположен суперкомпьютер, потому что сети телекоммуникаций позволяют вести расчеты на таком компьютере и на системе таких компьютеров вне зависимости от того, где они расположены, в Москве или Ленинграде (Санкт-Петербурге. — Прим. ред.).
Ученый может из любой точки России получить к нему доступ, просчитать необходимую задачу и получить результат.Это в том числе делает компьютерно-инфраструктурный
доступным для молодых талантливых ученых из регионов, которые сегодня вынуждены приезжать и просить вычислительное место у больших начальников. Не надо думать, что эта
будет доступна только на Садовом кольце или на Невском проспекте. Я повторю, математика сглаживает те границы, которые мы сегодня, к сожалению, наблюдаем. А ведь талантливые люди рождаются не только в столицах.
Полностью интервью с академиком Владимиром Фортовым читайте ЗДЕСЬ.
Петафлопсный суперкомпьютер и кадры для СКИФа: что волновало ученых на президиуме ГоссоветаДом для квантов: как работает Российский квантовый центр
Суперкомпьютер «Ломоносов»
Впервые столь мощную вычислительную систему удалось разместить на площади всего 252 квадратных метра: по вычислительной плотности «Ломоносов» сегодня не имеет себе равных в мире, потребляя не более 2,8 МВт электроэнергии. Однако помимо высокой плотности и оптимального энергопотребления вычислитель такого масштаба должен обеспечивать высокую скорость решения реальных прикладных задач. Для этого в суперкомпьютере используется 6 видов вычислительных узлов и процессоры с различной архитектурой, а также специальные сети, что позволяет получать высокую производительность максимально широкого спектра приложений.
Появление суперкомпьютера «Ломоносов» в Московском университете закономерно: с момента появления первых отечественных компьютеров в середине 50–х годов прошлого столетия МГУ всегда был оснащен крупными вычислительными установками.
В декабре 1956 года, практически сразу после создания Вычислительного центра МГУ, в нем была установлена ЭВМ «Стрела» — первая отечественная серийная машина.
Экземпляр МГУ имел серийный номер 4, что говорит о том исключительно важном значении, которое придавало Московскому университету Правительство страны в развитии передовых вычислительных технологий.
В конце 50–х годов в Вычислительном центре МГУ была спроектирована и запущена в эксплуатацию ЭВМ «Сетунь» — первая в мире вычислительная система, основанная не на двоичной, а на троичной системе счисления. Позже данная машина была запущена в серийное производство.
Одно из самых почетных мест в истории отечественной вычислительной техники по праву принадлежит машине БЭСМ–6.
Её разработка была завершена в 1967 году, на следующий год она была запущена в серию, и тогда же одним из первых в Советском Союзе ее получает Вычислительный центр МГУ.
Всего было выпущено 355 машин, а экземпляр Московского университета имел порядковый номер 13. Эта машина оказалась исключительно удачной и востребованной, к 1979 году в МГУ работало уже четыре экземпляра БЭСМ–6.
Начало современного этапа развития вычислительной техники в МГУ, которое связано с использованием параллельных вычислений и суперкомпьютерных технологий, было положено в 1999 году.
Именно в это время был самостоятельно собран, отлажен и запущен в эксплуатацию первый вычислительный кластер, объединивший высокоскоростной сетью 12 двухпроцессорных компьютеров в единую параллельную вычислительную систему.
В настоящее время суперкомпьютерный комплекс Московского университета является крупнейшим суперкомпьютерным центром России, а флагман суперкомпьютерного комплекса — суперкомпьютер «Ломоносов», безусловно, входит в число наиболее значимых суперкомпьютерных установок мира. С 2000 года производительность суперкомпьютеров комплекса выросла почти в тридцать тысяч раз.
На сегодняшний день ядром суперкомпьютерного комплекса МГУ являются: cуперкомпьютер «Ломоносов» с пиковой производительностью 1,3 Пфлоп/с, суперкомпьютер «Чебышев» с пиковой производительностью 60 Тфлоп/с и суперкомпьютер IBM Blue–Gene/P с пиковой производительностью 27 Тфлоп/с.
Суперкомпьютерный комплекс активно развивается, а в его состав включаются вычислительные системы, построенные на новых принципах. Среди них — использование графических процессоров.
Сначала это нашло отражение в экспериментальной установке от Hewlett–Packard «ГрафИТ!», объединившей 48 графических процессоров в рамках одной стойки, а затем было реализовано в полном масштабе в виде специального раздела суперкомпьютера «Ломоносов», содержащего 1554 графических процессора от NVidia.
Суперкомпьютер «Ломоносов» — уникальный универсальный инструмент, помогающий ученым практически всех специальностей получать результаты мирового уровня.
Возможностями суперкомпьютерного комплекса Московского университета, основу которого составляет суперкомпьютер «Ломоносов», сегодня пользуются более 500 научных групп, представляющих все основные подразделения МГУ, многие институты РАН и другие научные учреждения России.
Среди направлений фундаментальных исследований, требующих использования суперкомпьютерных вычислительных мощностей, — магнитная гидродинамика, гидро– и аэродинамика, квантовая химия, сейсмика, компьютерное моделирование лекарств, геология и науки о материалах, фундаментальные основы нанотехнологий, инженерные науки, криптография и многое другое.
С помощью суперкомпьютера «Ломоносов», который принимает на себя основную вычислительную нагрузку в рамках суперкомпьютерного комплекса МГУ, уже получены уникальные результаты в разных областях науки, например, в исследовании механизмов генерации шума в турбулентной среде или же в создании новых компьютерных методов проектирования лекарственных препаратов.
Совместной группой мехмата МГУ и Института прикладной математики РАН получены важные результаты по численному моделированию формирования и развития концевых вихрей на сверхзвуковых режимах. Эта задача требует огромных вычислительных ресурсов.
Повышение эффективности нефтегазовой отрасли напрямую зависит от мощности применяемых высокопроизводительных вычислительных систем. Это верно как на этапе поисков и разведки месторождений горючих полезных ископаемых, так и на этапе их освоения и эксплуатации.
В процессе извлечения информации из сейсмических данных необходимо подавить волны–помехи, оценить глубинно–скоростную модель среды и построить глубинное изображение участка земной коры в районе наблюдений.
Особая проблема связана с тем, что объём данных на одном месторождении может достигать десятков и сотен терабайт, что диктует необходимость применения самых мощных суперкомпьютеров.
В настоящее время на суперкомпьютере «Ломоносов» решается ряд важных задач обработки сейсмических данных.
В частности, при помощи высокоэффективного метода 3D SRME осуществляется подавление волн–помех, обусловленных переотражением от свободной поверхности в нижнее полупространство, проводится построение глубинного изображения среды при помощи метода миграции в обратном времени — каждый расчет каждой из этих задач требует несколько тысяч процессорных ядер суперкомпьютера «Ломоносов».
Перспективные результаты получены группой ученых ИПМ РАН по моделированию режимов охлаждения современных процессоров.
Показано, что радиаторы рассматриваемой конструкции должны иметь не менее 25 ребер для предохранения процессора от перегрева.
Оптимальной является конфигурация с количеством ребер более 757–100, при которой процессор с потребляемой мощностью 65 Вт ни в какорежиме не нагревается выше 70°С.
Ввод в строй суперкомпьютера «Ломоносов» позволил решить ряд важных задач для ведущих промышленных отраслей России — аэрокосмической (РКК «Энергия» им. С.П. Королева) и атомной (ОКБМ им. И.И. Африкантова).
Для нужд РКК «Энергия» с помощью «Ломоносова» были проведены расчеты обтекания перспективного космического корабля «Русь» при торможении в атмосфере Земли и посадки на ее поверхность.
На «Ломоносове» также была решена задача о массотеплообмене в устройстве сепарации окислов натрия в первом контуре перспективного ядерного реактора, разрабатываемого ОКБМ им. И.И. Африкантова.
За последние годы суперкомпьютерные технологии в Московском университете сформировались в мощный научно-образовательный комплекс, отражающий приоритетное внимание государства к использованию суперкомпьютерных технологий для инновационного развития России.
В декабре 2008 года по инициативе МГУ и университетов Нижнего Новгорода, Тюменского и Южно–Уральского — создан Суперкомпьютерный консорциум университетов России (hpc-russia.ru).
В настоящее время Консорциум объединяет более 50 постоянных и ассоциированных членов, в числе которых крупнейшие университеты страны.
Консорциум стал основным исполнителем проекта «Суперкомпьютерное образование» Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России. Головной исполнитель проекта — Московский университет (hpc-education.ru).
Реалии сегодняшнего дня требуют изменения основ образования в области вычислительных наук: во главу угла должны быть поставлены идеи параллельной обработки данных.
Компьютерный мир изменился, из последовательного он превратился в параллельный, и именно этот факт нужно отразить в современной системе подготовки специалистов.
Важно и то, что в силу универсальности вычислительных технологий подобные изменения должны затронуть практически все естественнонаучные и инженерные специальности, что определяет масштабность проекта.
В Московском университете сформирован Научно–образовательный центр «Суперкомпьютерные технологии», объединяющий представителей различных подразделений МГУ для эффективного использования потенциала суперкомпьютерных технологий в подготовке высококвалифицированных специалистов и поддержке фундаментальных научных исследований. НОЦ «Суперкомпьютерные технологии» МГУ стал головным в системе научно–образовательных центров, созданных в различных федеральных округах России в рамках проекта «Суперкомпьютерное образование», координируя их деятельность по распространению и развитию суперкомпьютерных технологий в различных регионах страны.
Академики РАН потребовали средств на создание сверхмощных компьютеров
Заседание открыл президент Российской академии наук Александр Сергеев, напомнив, что мероприятие проходит в дни празднования 110 лет со дня рождения академика Мстислава Всеволодовича Келдыша, который внёс неоценимый вклад в качественный переход вычислительной и прикладной математики на новый уровень — уровень науки, которая помогала искать решения в авиации и космонавтике с помощью численного эксперимента.
https://www.youtube.com/watch?v=AeGinsx6Oug\u0026t=90s
Сергеев считает, что сейчас мы живем в цифровую эпоху, которая демонстрирует факт, что слишком высокопроизводительных компьютеров не бывает: чем больше их производительность, тем быстрее человечество познаёт мир, тем быстрее развивается экономика.
В своем докладе по основной теме академик Борис Четверушкин, директор Института прикладной математики имени М.В.
Келдыша привёл список самых высокопроизводительных компьютеров, сообщив, что США, ЕС и Китай к 2023 году готовы создать супервычислительный компьютер мощностью в 1 эксафлопс (1000 петафлопс), а NASA планирует к 2030 году достигнуть производительности в 30 эксафлопс. При этом самая крупная вычислительная система России — Кристофари «Сбера» имеет мощность всего 8,5 петафлопс.
Отвечая на вопрос, зачем в России нужны сверхмощные компьютеры, академик, в качестве примера, привел расчет скорости поглощения черной дырой вещества галактики, который производился российскими учёными на иностранном оборудовании. Он обратил внимание на то, что, не имея сверхмощных машин, многие задачи фундаментальной науки, проводимые с помощью вычислительного эксперимента, наши ученые могут никогда не обнаружить.
При этом он отметил, что в Институте прикладной математики есть очень большое количество идей и наработок, на дальнейшую разработку которых не хватает вычислительных машин.
Четверушкин также коснулся вопросов экологии, сославшись на опыт Швеции, где мощность компьютеров позволяет оценить безопасность перспектив пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов через моделирование ключевых процессов, определяющих перенос радионуклидов, на 1 млн лет, в то время как в России такое прогнозирование возможно сделать только на 10 тысяч лет.
В своём докладе он сделал акцент натом, что моделирование процессов, связанных с распространением инфекций, стратегическое планирование транспортных потоков, моделирование связанности территорий РФ, оценка настроений населения, оценка вероятности возникновения и рисков непредвиденных ситуаций, техногенных и природных катастроф требуют высковычислительных мощностей.
Академик рассказал о существовании проблем адаптации алгоритмов на архитектуру систем с экстрамассивным параллелизмом — ситуация, когда в вычислениях задействовано много ядер, и они мешают друг другу.
Для решения этой проблемы, по мнению академика, нужны простые и эффективные алгоритмы, которые очень сложно найти.
Российские ученые находятся в этом вопросе не на последних местах в мире, поэтому наша страна имеет определенные конкурентные преимущества, но для вычислений нужны мощные компьютеры.
В заключении академик сделал следующие выводы:
— наше государство обречено на технологическое отставание по всем линиям, поэтому нужно создавать региональные и университетские вычислительные центры, оснащенные сверхмощными компьютерами, с единым научным центром при Академии наук;
— надо найти средства на развитие вычислительной техники и российской элементной базы: можно купить процессоры иэлементную базуиностранного производства, а наши производители сделают из них сверхвычислительные компьютеры за один год.
Академик РАН Арутюн Аветисян, директор Института системного программирования им. В.П. Иванникова, доложил о потребности института в вычислительных мощностях.
Он также перечислил те исследования, которые необходимо делать в России с помощью мощной вычислительной техники в ближайшее будущее: умные дома, создание биосырья из метана.
Академик напомнил, что основное направление работы института сегодня — это BigData и искусственный интеллект. В рамках этого направления возникает потребность в мощностях компьютеров для анализа ЭКГ, снимков, сделанных с помощью рентгена, функциональной магнито-резонансной томографии для того, чтобы обеспечить соответствие российской медицины медицине будущего.
По его мнению, современное импортное программное обеспечение Россия в состоянии заместить своим, отечественным, поэтому необходимо постепенно, в течение десятилетия перейти на отечественную аппаратную базу.
https://www.youtube.com/watch?v=AeGinsx6Oug\u0026t=136s
Академик Владимир Бетелин, научный руководитель Научно-исследовательского института системных исследований РАН, вице-президент РНЦ «Курчатовский институт», заметил, что на такие заседания в президиуме РАН нужно приглашать представителей промышленности для того, чтобы они озвучивали практические задачи.
Во время своего выступления он объяснил, что технология моделирования сложных технических процессов основывается на использовании аппроксимаций большой размерности, для этого требуются компьютеры сверхвысокой производительности — например, для расчета гидродинамических вариантов для месторождения нефти. Прогресс в вычислениях такого рода тесно связан с прогрессом в микроэлектронике.
Он предложил направить усилия ученых на поиск возможностей уменьшить размеры вычислительных элементов компьютеров, что позволит делать расчеты для поставленных задач на менее дорогих и менее производительных машинах. Учёный сделал вывод что для использования имеющейся на данный момент мощности машин и для получения точного результата, нужно заниматься совершенствованием алгоритмов.
Академик Сергей Чернышов, научный руководитель ЦАГИ заявил, что в аэрокосмической отрасли наблюдается серьёзная потребность в более мощных вычислительных ресурсах для решения определенных задач, например, для того, чтобы «посчитать аэроупругую задачу полной компоновки летательного аппарата».
Он считает, что задачи, которые поставлены перед ЦАГИ, — междисциплинарные и многофакторные, и они должны быть решены на мировом уровне.
Это, в частности, задача оптимизации летательного аппарата с одновременным учетом трех параметров — уровня звукового удара, шума и аэродинамики.
Здесь ученые упираются в ограниченные вычислительные возможности, и в связи с этим внедрение суперкомпьютеров в решение технологических вопросов — важнейшая государственная задача в существующей цифровой парадигме, когда расчетные методы должны заменить физический эксперимент.
Член-корреспондент РАН Владимир Воеводин, директор НИВЦ МГУ, обратил внимание участников заседания на то, что российские ученые лишены возможности использовать мощные вычислительные системы, по сравнению с теми возможностями, какие имеют исследователи за рубежом. Он считает, что МГУ им. М.В.
Ломоносова повезло — в Университете создан мощный суперкомпьютер «Ломоносов-2» исключительно за счет средств самого МГУ. При этом пользователями суперкомпьютерного комплекса МГУ являются тысячи исследователей, сотни организаций, российские университеты и научные центры.
Владимир Валентинович Воеводин привел в пример лишь несколько задач, стоящих перед вычислительными машинами комплекса:
начальная стадия разработки лекарств;разработка компьютерных методов моделирования и проектирования ультразвуковых томографов;квантовая фотофизика и фотохимия живых систем;атомистическое моделирование вирусов.
По его мнению, востребованность суперкомпьютерных ресурсов в России огромна, а отставание России от общемировых тенденций приобретает опасный характер.
Член-корреспондент РАН Николай Лукоянов, руководитель Института математики и механики имени Н. Н. Красовского УрО РАН, рассказал об Уральском суперкомпьютерном центре, на базе которого был создан сверхмощный компьютер, занявший 18-е место в ТОП-50 суперкомпьютеров стран СНГ. Вычислительные мощности компьютера заняты 24 часа в сутки.
На нём проводятся прикладные научные исследования и решаются задачи гражданской направленности — дистанционное зондирование земной поверхности, математическое обеспечение систем управления движущимися объектами, расчёт новых устойчивых химических соединений с заранее заданными свойствами, исследуются математические модели сердца, анализируется ДНК микроорганизмов.
Он уверен, что реализация этих вычислений вряд ли возможна без сильной техники.
Николай Лукоянов уверен, что большинство российских суперкомпьютеров не соответствуют мировому уровню, а ряд вычислителей к сегодняшнему дню морально и физически устарел, поэтому учёные уже на старте выполнения задач вынуждены сужать их масштаб.
https://www.youtube.com/watch?v=AeGinsx6Oug\u0026t=311s
Он убеждён, что регионы Российской Федерации нуждаются в новой программе переоснащения суперкомпьютерами мощностью в десятки петафлопс.
Академик РАН Василий Лыкасов сделал доклад о состоянии суперкомпьютерного климатического моделирования в России, которое необходимо для научно обоснованных прогнозов изменения климата о оценки их последствий для социально-природной среды.
Он сообщил, что, сталкиваясь с большими трудностями с вычислительными ресурсами, в нашей стране разработана модель Земной системы ИВМ РАН, которая и участвует в различных проектах программы CMIP.
Но, несмотря на сотрудничество с центрами коллективного пользования (МСЦ РАН, НИВЦ МГУ) и постоянно выделяемых средств на обновления вычислительного кластера, вычислительных ресурсов для реализации российской климатической доктрины не хватает (речь идёт о моделирование климата на сотни и тысячи лет).
Член-корреспондент РАН Сергей Люлин, заместитель министра науки и высшего образования России, рассказал о моделировании полимерных систем с помощью суперкомпьютеров в Институте высокомолекулярных соединений РАН.
Он заявил, что учёными синтезируются новые полимеры, которые хотелось бы внедрять в промышленность, тем более, что заказы на такие материалы существуют, но задачи моделирования требуют сверхмощных вычислительных систем.
Он отметил необходимость разработки программы на основе Концепции создания и функционирования национальной суперкомпьютерной инфраструктуры, принятой в августе 2020 года.
Рашит Шагалиев, заместитель директора, заместитель научного руководителя РФЯЦ-ВНИИЭФ, рассказал о двух направлениях использования суперкомпьютеров в ядерной физике:
моделирование процессов, которые протекают в установках ядерного синтеза;исследование свойств материалов при сверхвысоких сжатиях.
Он заметил, что особенность этих задач заключается в том, что нужна сверх точность, а их решение носит комплексный характер, то есть при поиске решений необходимо учитывать различные факторы. Для таких вычислений нужны машины эксафлопного класса, а в настоящее время вычисления проводятся на машинах петафлопного класса.
Перед РФЯЦ-ВНИИЭФ промышленность поставила две задачи — создание отечественного программного продукта уровня мировых передовых разработок и создание современных сложных технических систем (систем авиастроения, ракетостроения, обычного вооружения, атомной энергетики) с помощью суперкомпьютерного моделирования.
Рашит Шагалиев считает, что необходимо развивать сеть суперкомпьютеров из тех компонентов, которые есть сейчас на рынке, но без отечественных компонентов наша страна рискует попасть в очень сложную ситуацию.
Академик РАН Игорь Бычков, директор Иркутского филиала СО РАН, научный руководитель Иркутского научного центра СО РАН, директор Института динамики систем и теории управления имени В.М.
Матросова Сибирского отделения РАН сообщил участникам заседания о требованиях к системам суперкомпьютеров: в Новосибирске и Иркутске к 2021 году нужно построить суперкомпьютеры в 1 петафлопс; при этом потребность в мощностях в Новосибирске к концу 2024 года возрастет до 13 петафлопс, а в Иркутске к концу 2022 года — до 3 петафлопс.
В завершении обсуждения основной темы заседания ректор МГУ Виктор Садовничий призвал собравшихся выработать согласованную позицию по решению важнейшего вопроса для нашей страны и выполнить поручение президента РФ — представить предложение по увеличению мощности российских суперкомпьютерных центров. Одним из шагов по реализации поставленных задач, по его мнению, является участие в национальном проекте «Наука» или в проекте «Цифровая экономика», на которое будут выделены соответствующие средства.
Он акцентировал внимание на ещё одной немаловажной задаче — подготовке кадров, то есть специалистов, которые способны понимать и решать сложные задачи.
Подводя итог первой части заседания президиума РАН, Александр Сергеев заявил, что в подготовленный проект решения президиума будут внесены существенные дополнения, сделанные учёными на заседании.
Он предложил коллегам «обратиться во власть» с предложением по развитию супервычислительных мощностей и созданию суперкомпьютерной инфраструктуры, объединив Концепцию Министерства науки и высшего образования и Концепцию Совета РАН по приоритетному направлению Стратегии научно-технологического развития России в единый документ.
«Ломоносов» недобрал баллов
В мировом рейтинге суперкомпьютеров топ-500 осталось только два российских проекта — «Ломоносов-2» из МГУ и суперЭВМ главного вычислительного центра Росгидромета.
Первой версии «Ломоносова», в 2011 году входившей в топ-15 наиболее мощных компьютеров в мире, уже не хватает производительности, чтобы попасть в рейтинг.
В России производство суперкомпьютеров обходится дороже, чем в Китае и США, говорят эксперты.
В 53-й версии мирового рейтинга суперкомпьютеров тoп-500 Россия представлена только двумя системами — «Ломоносов-2» Московского государственного университета (93-е место) и суперкомпьютером Росгидромета (365-е), следует из опубликованного отчета.
Оба устройства потеряли позиции: в предыдущей редакции рейтинга, опубликованной в ноябре, «Ломоносов-2» занимал 79-е место, а суперкомпьютер Росгидромета — 283-е. Система «Ломоносов», еще в ноябре занимавшая 487-е место, впервые выпала из рейтинга.
Она была включена туда в июне 2011 года как один из самых мощных компьютеров в мире, заняв 13-е место.
Рейтинг топ-500 составляется с 1993 года два раза в год несколькими учеными из США и Германии. Минимальный порог для попадания в него в этом году достиг 1,022 петафлопса.
Первые четыре строчки рейтинга последний год остаются без изменений: первое и второе места занимают американские суперкомпьютеры Summit и Sierra, третье и четвертое — китайские Sunway TaihuLight и Tianhe-2A.
Пятую строчку занял единственный новый компьютер в топ-10 — Frontera, установленный в Центре перспективных компьютерных вычислений университета Техаса (см. таблицу).
В целом в топ-500 за превосходство борются Китай (представлен 219 суперкомпьютерами) и США (116), технологическую гонку также ведут Япония (29), Франция (19), Великобритания (18) и Германия (14).
- Михаил Климентьев / РИА Новости
- Смотреть
Область высокопроизводительных вычислений — пик мировой гонки технологий, здесь прогресс очень быстр, поэтому за полгода наши суперЭВМ заметно потеряли позиции в рейтинге, а новых в России не строили, констатирует представитель разработчика микропроцессоров МЦСТ Константин Трушкин. Стоимость суперкомпьютера Summit оценивалась примерно в $200 млн, исходя из чего цена 1 петафлопса его мощности составляет около $1 млн. Россия же пока не может перейти к такой цене удельной мощности суперкомпьютера, у нас их стоимость будет дороже, отмечает господин Трушкин.
Дмитрий Медведев, на тот момент президент РФ, в июле 2009 года Огромная часть предпринимателей, не говоря уже о чиновниках, вообще не знают, что такое суперкомпьютеры.
Всего в России далеко не два суперкомпьютера, есть отечественный список топ-50, отмечает руководитель департамента технической экспертизы и продвижения продуктов «Т-Платформ» Александр Мурашов.
«Ломоносов», по его словам, построен на достаточно старых комплектующих, но сейчас в глобальном рейтинге 364 из 500 позиций занимают суперкомпьютеры последних трех лет. По его словам, аналогичных «Ломоносову» машин в списке осталось только три — две в Китае и одна в Японии.
«Суперкомпьютер был действительно одним из лучших, аналогичные машины практически исчезли из списка после ноября 2015 года, а «Ломоносов» продержался до июня 2019 года»,— подчеркивает он.
При этом «Ломоносов-2» «постоянно развивается, расширяется, оптимизируется разработками студентов МГУ и, возможно, еще не раз увеличит вычислительную производительность», уверен господин Мурашов.
России нужно строить новые суперкомпьютеры на отечественных технологиях и процессорах, «чтобы развивались по цепочке все российские компании», считает Константин Трушкин.
Первоочередной и наиболее эффективный инструмент развития суперкомпьютерных технологий в России — бюджетные инвестиции и регулирующие документы, которые должны обязывать решать в том числе прорывные задачи, добавляет Александр Мурашов.
Владислав Новый
Источник: 53-й мировой рейтинг суперкомпьютеров, top500.org.
Суперкомпьютер «Ломоносов-2»
Суперкомпьютер «Ломоносов-2» — самый мощный суперкомпьютер России и Восточной Европы пиковая производительность которого на данном этапе составляет 4,946 петафлопс. Установлен в МГУ имени М.В.
Ломоносова для проведения крупных и ресурсоемких расчетов, использующих свыше тысячи процессоров одновременно.
На момент инсталляции, система попала на 22-е место 44 редакции списка мирового суперкомпьютерного рейтинга ТOP500.
Суперкомпьютер «Ломоносов-2».
Вычислитель
В основе нового суперкомпьютера МГУ — уникальные российские аппаратные разработки. Вычислительная часть системы построена на базе суперкомпьютерных платформ A-Class с высокой плотностью вычислений, которые позволяют размещать до 786 терафлопс процессорной мощности в одной стойке.
A-Class — суперкомпьютер «уровня стойки», где все элементы тесно интегрированы внутри специально разработанного вычислительного шкафа. A-Class имеет жидкостную систему охлаждения, в которой теплоносителем выступает вода с высоким тепловым потенциалом.
192 таких стойки можно объединить в суперкомпьютер пиковой производительностью более 100 петафлопс.
Суперкомпьютер «Ломоносов-2».
В новом суперкомпьютере МГУ 1536 узлов на базе процессоров Xeon E5-2697v3 и ускорителей Tesla K40M, а также 160 узлов на базе процессоров Xeon Gold 6126 и ускорителей Tesla P100, с общим объёмом оперативной памяти более 80 ТБ. В системе две независимые управляющие сети стандарта Ethernet и две сети FDR InfiniBand.
Одна из них используется для MPI-трафика и имеет современную топологию Flattened Butterfly, которая не только лучше масштабируется на системах большого размера, но и позволяет снизить количество используемых сетевых коммутаторов, сокращая стоимость сетевой инфраструктуры до 40% по сравнению с традиционными топологиями.
Вторая сеть InfiniBand используется для доступа к данным и имеет стандартную топологию Fat Tree.
Двухуровневая система хранения включает хранилище расчетных данных объемом 344 ТБ на базе параллельной файловой системы Lustre, а также одну полку Panasas ActiveStor 16 для более размещения домашних файловых систем пользователей.
Применение
Доступ к новому суперкомпьютеру уже получили сотни научных коллективов из подразделений МГУ, институтов РАН и других организаций.
Система позволяет реализовать масштабные исследовательские проекты в области медицины (например, моделирование молекулярных процессов в живой клетке), инженерных расчетов (среди них — сложнейшие проблемы вихревой аэродинамики и анализа процессов горения), а также астрофизики, материаловедения, энергетики и многих других областей.
Характеристики суперкомпьютера «Ломоносов-2»
Таблица с техническими характеристиками «Ломоносов-2».
Друзья, если пост вам понравился, не забывайте нажимать «Нравится» и делиться этим постом со своими знакомыми и в соцсетях. Это будет способствовать развитию канала!
Подписывайтесь на канал:«Интересные ТехноФакты»!
Источник: zen.yandex.ru
Загрузка...
