Как обустроить «мыслящий океан»?

Белорусско-российскую программу создания суперкомпьютеров семейства «СКИФ», которая увенчалась возрождением пошатнувшегося авторитета отечественных разработчиков и производителей вычислительной техники, возобновлением партнерских связей с российскими коллегами, необходимо продолжить, убеждены специалисты двух стран. В противном случае после официального завершения программы в конце календарного года не у дел окажется талантливая команда ученых. И когда лет через 5-8 предмет их гордости, вошедший в список 500 мощнейших вычислительных установок в мире, устареет, предложить что-либо взамен будет некому. Возможно, для России, где «СКИФ» далеко не единственная суперкомпьютерная программа, эта потеря и не будет трагедией. Но в Беларуси другой такой команды нет. Не случайно ведь и инициатива создания совместного проекта исходила именно от нашей страны. Сегодня же, как считают ученые, будущее разработанной ими новой программы, которая должна продолжить начатое, вызывает тревогу. Феникс, а именно это слово зашифровано в аббревиатуре «СКИФ», на сей раз может и не возродиться, если на инициативу ученых Союзное государство не найдет денег. Хотя совершенно очевидно, что суперкомпьютеры - одно из самых прибыльных вложений средств в науку. Это подтверждает и опыт использования первых моделей совместных высокопроизводительных вычислителей, которые во многих случаях не просто ускоряют выполнение работы, но и вообще делают ее возможной. Например, как поведет себя остов новой модели трактора «Беларус» в разных условиях эксплуатации - об этом конструкторы раньше могли только догадываться, поскольку никакая вычислительная техника точно спрогнозировать и рассчитать нагрузки была не в состоянии. Сегодня благодаря суперкомпьютеру, возможности которого были проверены в первую очередь именно на МТЗ, у тракторостроителей такая возможность появилась. А это значит, что слабые или излишне металлоемкие места конструкции можно теперь корректировать после виртуальных испытаний модели, не дожидаясь, пока ошибочное решение будет воплощено в металле. В результате сократятся сроки освоения новой продукции, увеличится ее конкурентоспособность на рынке. На белорусско-российских суперкомпьютерах уже проводится моделирование процессов лазерного спекания в порошковой металлургии, рассчитываются несущие конструкции карьерных самосвалов БелАЗ, шахтные крепи и даже выясняется, что и как будет разрушаться и деформироваться в автомобилях при их столкновениях с различными препятствиями. В Республиканском научно-практическом центре «Кардиология» завершена клиническая апробация аппаратно-программного комплекса на основе «СКИФ» для исследований сердечно-сосудистой системы. Проверили суперкомпьютер в деле и при составлении 48-часового прогноза погоды. При этом выяснилось, что на анализ он тратит времени в 12 раз меньше, чем обычные вычислительные средства. Для Республиканского гидрометеорологического центра были рассчитаны и модели распространения лесных пожаров, которые позволяют с поразительной точностью прогнозировать поведение огненной стихии на несколько суток вперед, определены закономерности переноса продуктов горения, благодаря чему теперь можно уверенно определять стратегию действий при чрезвычайных ситуациях. Заинтересовались суперкомпьютером и силовые структуры, которые на практике имели возможность убедиться в его эффективности. Высокая отдача ожидается от использования мощных вычислителей и в науке, причем интерес к этим ресурсам проявляют не только белорусские ученые, но и исследовательские центры Европы, России. Например, уже подписывается соглашение на предоставление услуг Европейскому центру ядерных исследований (ЦЕРН), Объединенному институту ядерных исследований в Дубне. Среди интересных результатов, полученных с помощью суперкомпьютера белорусскими учеными, обращают на себя внимание исследования, проведенные сотрудниками Института тепло- и массообмена НАНБ. Только «СКИФ» помог физикам рассчитать характеристики перспективных систем защиты космических аппаратов от метеоритов, нарисовать полную картину последствий падения крупных астероидов на Землю. Иного инструмента моделирования таких процессов, как суперкомпьютер, науке пока и не дано, поскольку в реальном эксперименте организовать столкновение массивных тел на скорости 50- 100 километров в секунду невозможно. Да и не нужно. Численное моделирование динамики удара «СКИФ» делает безупречно. Разумеется, пока шла разработка самой системы, перед учеными и не стояла задача добиваться массового внедрения суперкомпьютерной технологии в практику. Но программа завершается, и такая цель теперь становится приоритетной. Для ее достижения в Объединенном институте проблем информатики Национальной академии наук Беларуси уже создается Национальный суперкомпьютерный центр коллективного пользования для проектирования и анализа объектов новой техники - один из крупнейших в Европе. Он оснащается всеми модификациями «СКИФ» - моделями «Первенец», К-500 и К-1000, будет работать круглосуточно и не только выполнять заказы, но и служить школой для начинающих пользователей. Это даст возможность решать наукоемкие задачи даже тем предприятиям и организациям, которым не по карману покупка собственного суперкомпьютера. Хотя цена эта, надо заметить, несоизмеримо меньше, чем у зарубежных аналогов. И коль речь опять зашла о деньгах, не лишним будет сказать, что на выполняемую программу, которая близка к завершению, поступило пока всего лишь 29 процентов суммы, предусмотренной на год. Это, кстати, и тормозит ввод центра коллективного пользования, ограничивает возможности ученых в реализации программы производства вычислителей. Всего выпущено 16 суперкомпьютеров «СКИФ» разных моделей, из которых 6 - в нашей стране. Это семейство в странах СНГ признается самым совершенным и будет служить базой для реализации научно-технической программы Союзного государства «Развитие и внедрение в государствах - участниках Союзного государства наукоемких компьютерных технологий на базе мультипроцессорных вычислительных систем». Как считают ученые, развитие этого направления возможно в рамках новой программы Союзного государства, названной ими «СКИФ-ГРИД». С английского «grid» переводится как «решетка». Этим словом обозначается и телевизионная управляющая сетка, и энергосистема. И вот новое значение. Что такое Грид-технологии, в которые, например, только страны Евросоюза вложили на сегодняшний день почти 10 миллиардов евро, доходчиво объяснил исполняющий обязанности директора Института программных систем РАН Сергей Абрамов: - Это совершенно новый уровень обеспечения удаленного доступа к вычислительным ресурсам через Интернет, - сказал он. - Примерно то же произошло когда-то с системами электроснабжения. Раньше электростанция находилась рядом с потребителем, и он точно знал, откуда к нему приходит энергия. Теперь же вы включаете свет в квартире и вас совершенно не интересует, на какой станции - атомной, тепловой или ГЭС - она произведена. То же самое и с Грид-сетью. Находясь у своего терминала дома или в офисе, вы будете считать в системе, и вас не должно интересовать, на каком именно процессоре вы работаете, где он располагается и как организуются доступ к информации, ее хранение. Как и в энергосистеме, в Грид-сети можно будет использовать часовые пояса, чтобы равномерно загружать вычислительные мощности. Как решить сложные технические проблемы организации жизни этого «мыслящего океана», еще не вполне ясно, но цель достижима. И партнеры к ней даже начали двигаться: на прошедшей в Минске Международной научной конференции «Суперкомпьютерные системы и их применение» принято решение объединить в единую сеть суперкомпьютеры России, Беларуси, Украины и Армении. У белорусско-российской команды, если предложенная ими программа получит поддержку, есть реальная возможность реализовать свои идеи и стать, как они считают, законодателями моды в этой области.