Samara Portal Technology, Computers

Самарский портал "Технологии, компьютеры"

5 ноября 2009 года в Южно-Уральском государственном университете было подписано соглашение о поставке нового суперкомпьютера в Университет. Событие интересное, но на первый взгляд – местного масштаба. Однако, для участия в нём приехала представительная московская делегация: Алексей Шмелёв, исполнительный директор компании «РСК-СКИФ», научный руководитель программы «СКИФ-ГРИД» от России, директор Института программных систем имени А.К. Айламазяна РАН, член-корреспондент Российской Академии наук Сергей Абрамов и директор по развитию корпоративных проектов корпорации Intel Николай Местер. В пресс-конференции приняли участие группы нескольких местных телеканалов, журналисты уральских СМИ и я – московский журналист Александр Семёнов. По мере развития событий я постепенно проникался их действительной значимостью. Попробую поделиться своими эмоциями.

Часть первая. Кластер.

На фотографии за спинами участников пресс-конференции видно очень красивое здание ЮУрГу, в котором и происходило мероприятие. Таким оно было задумано в момент своей постройки в начале 50-х годов. Но времена тогда были непростые, и постройку решили ограничить семью этажами – это на уровне карниза, и без шпиля. И только в 2000 году по инициативе ректора университета Германа Платоновича Вяткина, который руководил университетом 20 лет, с 1985 по 2005 г. (в настоящее время является президентом ЮУрГУ) было решено придать зданию изначально запланированный вид. Оно было достроено без прекращения занятий на нижних этажах. Замечу, что глубокое уважение вызывают подобные действия не только у жителей Челябинска, но и у всех гостей города.

Алексей Шмелёв, Сергей Абрамов, Александр Шестаков, Николай Местер, Леонид Соколинский. Совместная пресс-конференция ЮУрГУ и «РСК СКИФ», г. Челябинск. 5 ноября 2009 г. Фото: Александр Семёнов.
Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) и российский производитель суперкомпьютеров ЗАО «РСК-СКИФ» подписали контракт на поставку в ЮУрГУ нового суперкомпьютера «СКИФ-Аврора». Решение, предлагаемое компанией «РСК-СКИФ», является результатом реализации суперкомпьютерной программы «СКИФ-ГРИД» Союзного государства России и Беларуси. Основной целью программы является создание линейки отечественных систем, аналогичных по своим характеристикам самым мощным суперкомпьютерам, производимым ведущими зарубежными компаниями. Супервычислитель «СКИФ-Аврора» является первой разработкой, представляющей новейшую линейку суперкомпьютеров СКИФ ряда 4, использующих последние разработки корпорации Intel в области электронных компонентов. Технологии, воплощенные в суперкомпьютере «СКИФ-Аврора», позволяют строить системы петафлопного (1015 операций/с – производительность достигнута в 2008 г.) уровня производительности. На первом этапе ЮУрГУ намерен установить у себя систему с пиковой производительностью до 24 ТЕРАФЛОПС (1012 операций/с – производительность достигнута в 1997 г.) . В дальнейшем планируется поэтапное наращивание мощности системы.

ЮУрГУ является полноправным участником программы «СКИФ-ГРИД» и участвует в разработке программного обеспечения для систем семейства «СКИФ». Университет обладает одним из самых мощных в России вычислителей «СКИФ-Урал» с пиковой производительностью 16 ТЕРАФЛОПС. Как подчеркнул в своем выступлении руководитель суперкомпьютерного центра ЮУрГу, доктор физико-математических наук, профессор Леонид Борисович Соколинский, этот суперкомпьютер входит в десятку самых мощных суперкомпьютеров СНГ. Он принадлежит к предыдущей линейке отечественных суперкомпьютеров «СКИФ» ряда 3. Подобные системы были установлены в МГУ, Томском государственном университете и целом ряде других организаций. На суперкомпьютере «СКИФ-Урал» решается широкий круг задач фундаментального и прикладного характера по материаловедению, нанотехнологиям, моделированию синтеза новых материалов, созданию новых лекарственных препаратов, анализу последствий различных чрезвычайных ситуаций, поиску и оценке запасов полезных ископаемых и многим другим. Из наиболее интересных задач, имеющих реальное значение для Челябинской области и народного хозяйства, г-н Соколинский выделил расчёты

  • давления зданий на почву,
  • воздействия электрических полей на человека (при работе вблизи линий электропередач),
  • структуры и кроя тканей для моделей лёгкой промышленности,
  • последствий различных аварий и стихийных бедствий,
  • конструкций бронежилетов.

Последняя разработка была отмечена на конкурсе работ в области высокопроизводительных вычислений.

«СКИФ-Урал» входит в суперкомпьютерную грид-сеть «СКИФ-Полигон» Союзного государства, что позволяет использовать его мощности учёным и исследователям, работающим в других городах России и в республике Беларусь. В настоящее время загрузка вычислителя «СКИФ-Урал» достигла 100%, что и обусловило необходимость расширения суперкомпьютерного парка ЮУрГУ.

Сергей Абрамов, научный руководитель программы «СКИФ-ГРИД» от России, директор Института программных систем имени А.К. Айламазяна РАН, член-корреспондент Российской Академии наук. Совместная пресс-конференция ЮУрГУ и «РСК СКИФ», г. Челябинск. 5 ноября 2009 г. Фото: Александр Семёнов.
Научный руководитель программы «СКИФ-ГРИД» от России, директор Института программных систем имени А.К. Айламазяна РАН, член-корреспондент Российской Академии наук Сергей Абрамов в своем выступлении акцентировал внимание на том, что комплекс решений, использованных при разработке суперЭВМ «СКИФ-Аврора», не имеет аналогов в отечественной суперкомпьютерной отрасли. Он отвечает лучшим мировым достижениям, а по ряду параметров превосходит мировой уровень развития суперкомпьютерной техники. Отличительными особенностями «СКИФ-Аврора» являются:
  • Высочайший уровень плотности вычислительной мощности в индустрии – 32 двухпроцессорных узла (64 процессора Intel® Xeon® X5570) в одном шасси высотой 6U, что составляет 24 ТЕРАФЛОПС в одной стойке. Это в два раза превышает типичную плотность упаковки других суперкомпьютеров.
  • Жидкостное охлаждение всех компонент вычислителя является наиболее эффективным и компактным подходом по сравнению с традиционным воздушным или жидкостно-воздушным охлаждением. Этот метод позволяет строить высокопроизводительные вычислительные системы с высочайшим уровнем плотности, снижает расход энергоресурсов системой охлаждения и электропитания. Отсутствие вентиляторов делает суперкомпьютер практически бесшумным и исключает вибрацию, что существенно повышает надёжность системы.
  • Гибридные вычислительные узлы. Каждый узел включает два новейших четырехъядерных 64-битных процессора Intel® Xeon® X5570 и FPGA-ускоритель для спецвычислений.
  • Твердотельные накопители Intel Solid State Disk X-25M не имеют механических движущихся частей – данные хранятся в высокоскоростных микросхемах памяти.
  • Системная сеть с топологией трехмерного тора. Отечественная масштабируемая системная сеть с топологией 3D-Тор с пропускной способностью 60 Гб/с, а также вспомогательная сеть 40 Гб/с InfiniBand QDR создают единую сетевую архитектуру, обеспечивающую автоматическую или настраиваемую пользователем маршрутизацию сообщений MPI и ускорение специализированных протоколов. Задержка память-память составляет менее 1 мкс.
  • Выделенные сети глобальных прерываний и синхронизации позволяют оптимизировать обмен данными между узлами, что существенно увеличивает производительность суперкомпьютера.
  • Уникальная иерархическая система управления позволяет существенно уменьшить время простоя оборудования, упростить и сократить периоды выполнения сервисных операций по обновлению ПО и изменению режимов работы комплекса в целом.

Все эти новшества обеспечивают сверхплотную упаковку вычислительных узлов, высочайшую надёжность и управляемость системы, а также среднегодовую экономию затрат на электроэнергию до 60%. «Я хочу особо отметить и высоко оценить следующий факт: на моей памяти это первый случай, когда государственное учреждение высшего профессионального образования – Южно-Уральский университет – вкладывает в развитие своего суперкомпьютерного центра не федеральные субсидии, не средства от грантов и программ, а свои собственные внебюджетные средства. Это говорит о высокой гражданской позиции и ответственности, стремлении развить ресурсы региона в интересах науки, образования и промышленности», – заявил г-н Абрамов.

«СКИФ-Аврора» – уникальный продукт, разработанный с использованием самых современных достижений российских учёных, мировых технологий и находящийся на переднем крае решений индустрии высокопроизводительных вычислений. Мы уверены, что его внедрение позволит ЮУрГУ проводить исследования, обучение студентов – будущих специалистов всех отраслей, и вести инновационные разработки максимально эффективно», - отметил Алексей Шмелёв, исполнительный директор «РСК-СКИФ».

Для максимально быстрого внедрения новой системы специалисты суперкомпьютерного центра ЮУрГУ уже сейчас осуществляют адаптацию существующего и разработку нового программного обеспечения для «СКИФ-Аврора», используя для этого два вычислительных модуля суперкомпьютера, установленные в университете. Такой подход позволит обеспечить полноценную загрузку нового суперкомпьютера сразу же после его ввода в промышленную эксплуатацию в первом квартале 2010 г. «СКИФ-Аврора» будет использоваться учёными для создания самого современного математического обеспечения, которое позволит моделировать на суперкомпьютере сложнейшие экономические, физические, биохимические и технические процессы. Новый вычислитель также предполагается интенсивно использовать для решения задач в области нанотехнологий.

Суперкомпьютерные и грид-технологии входят в стратегические информационные технологии РФ, что зафиксировано в решениях Совета безопасности Российской Федерации. Укрепление и развитие мощного суперкомпьютерного центра на базе ЮУрГУ в Уральском федеральном округе позволит создавать новую высокотехнологичную конкурентоспособную продукцию и будет способствовать скорейшему переходу экономики Уральского региона и России в целом на инновационный путь развития.

Николай Местер, директор по развитию корпоративных проектов корпорации Intel. Совместная пресс-конференция ЮУрГУ и «РСК СКИФ», г. Челябинск. 5 ноября 2009 г. Фото: Александр Семёнов.
Директор по развитию корпоративных проектов корпорации Intel Николай Местер в своём выступлении рассказал о стратегии корпорации Intel в области разработки и создания новых многоядерных процессоров, суть которой в попеременном переходе каждые два года на новую микроархитектуру процессора и на новый технологический процесс. Он напомнил основную структуру современного многоядерного процессора, пути её дальнейшего развития и совершенствования. В начале 2010 года ожидается выход шестиядерного процессора Intel. Г-н Местер подчеркнул, что новый шестиядерный процессор Westmere будет совместим по разъёму, электрическим и логическим параметрам с текущей версией процессора Intel Xeon 55xx, и компьютер сможет продолжить работу с возросшей (для шести ядер - в полтора раза) производительностью. Это очень удобно и позволяет владельцам суперкомпьютеров экономить средства, вложенные в инфраструктуру вычислительных мощностей.

В дальнейших планах Intel на 2010 год – выпуск восьмиядерных процессоров.

Часть 2. Ректор.

«ЮУрГУ – инновационный вуз, вкладывающий ресурсы в современную научно-учебную базу, обладающий высококвалифицированными специалистами-преподавателями. Это позволяет готовить профессиональные кадры для науки и промышленности. Результаты нашей работы высоко оценены руководством Челябинской области, включившим представителей университета в рабочую группу по суперкомпьютерным и грид-технологиям при областном правительстве. Мы будем использовать мощный потенциал новейших технологий, заложенных в суперкомпьютере «СКИФ-Аврора», в научной работе наших студентов, аспирантов и сотрудников. Выпускники, обладающие знаниями в передовых областях высокопроизводительных вычислений и инженерного моделирования, всегда будут востребованы в высокотехнологических отраслях. Тот факт, что ЮУрГУ станет обладателем столь мощной системы отечественного производства, показывает высокий уровень российской суперкомпьютерной отрасли, способной создавать решения мирового уровня», – подчеркнул в своём выступлении на пресс-конференции ректор ЮУрГУ, доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ Александр Леонидович Шестаков.

Александр Шестаков, ректор ЮУрГУ. Совместная пресс-конференция ЮУрГУ и «РСК СКИФ», г. Челябинск. 5 ноября 2009 г. Фото: Александр Семёнов.
Г-н Шестаков отметил, что наличие суперкомпьютера в университете существенно повышает уровень научных исследований в нём, поскольку открывает возможности для использования самых современных идей и методов в различных отраслях знаний. Студенты не только изучают эти методы, но и получают возможность опробовать их на решении конкретных задач. В Челябинской области есть огромный опыт решения промышленных и оборонных задач, а теперь она выступает инициатором применения суперкомпьютеров для их решения.

Сейчас разрабатывается методика использования суперкомпьютеров для выработки методов управления экономикой региона, поэтому в них заинтересованы и экономисты, и управленцы. По мнению г-на ректора, достаточно скоро можно ожидать конкретных результатов, которые будут полезны для всей экономики региона. Проект «СКИФ-Аврора» без преувеличения можно назвать настоящим прорывом, который приведёт к комплексному развитию экономики региона.

Леонид Борисович Соколинский, наш гостеприимный хозяин рассказал, что Челябинск в России – единственный город, в котором есть два классических университета – Челябинский государственный университет и Южно-Уральский государственный университет, возникший из Политехнического института. В Москве – один, в Санкт-Петербурге – один, а в Челябинске – два. Кроме того, по некоторым данным ЮУрГу – самый крупный университет России по числу студентов и преподавателей.

А вот что сказал ректор в кратком интервью после пресс-конференции.

Александр Леонидович, почему именно в вашем университете устанавливается этот уникальный суперкомпьютер?

АШ. Вы знаете, наш университет всегда был склонен к самому широкому внедрению инноваций. На протяжении всей 65-летней истории университета здесь решались очень серьёзные, крупные проблемы, связанные с развитием оборонного комплекса и промышленности не только нашего региона, но и всей страны.

И сегодня мы стараемся сохранять все эти традиции – и подготовки, и мышления, и стратегического видения. Поэтому наш интерес к очень актуальной и важной для всей страны суперкомпьютерной тематике естественен. Мы видим в ней большую перспективу для нашего университета как научно-образовательного центра. И в плане подготовки специалистов, и в плане развития целого ряда научных направлений, кстати, не только связанных с суперкомпьютерными вычислениями, но и с их применениями в самых разных областях. Мы планируем работать и в области космической техники, и в сфере машиностроения, и в автомобильном транспорте, и в приборостроении – во всём спектре естественно-научных и инженерных специальностей.

Стоит пару слов сказать о нашем университете. Один из крупнейших университетов России, у нас на 38 факультетах учится около 58 тысяч человек. Здесь полный блок естественно-научных специальностей, отличный набор технических факультетов (изначально наш университет был политехническим институтом – аналог МВТУ на Урале), сейчас появились и гуманитарные факультеты. У нас есть, например, факультет сервиса и лёгкой промышленности – непонятно, в какой разряд его отнести, но именно поэтому очень интересна перспектива его развития. И в его работе будут очень уместны суперкомпьютерные вычисления, например, конструирование новых моделей одежды, их подгонка к конкретным пользователям.

В общем, мы считаем, что наличие суперкомпьютерного центра в университете станет настоящей точкой роста его возможностей по все направлениям. Мы уже чувствуем интерес областной администрации к решению экономических задач, которые мы сможем реализовать на базе этого центра. Суперкомпьютерные вычисления – это возможности для развития инновационной экономики в нашем регионе, и мы готовы стать центром для будущего развития этой экономики. С помощью суперкомпьютерного центра будет развиваться и университет, и экономика, и весь регион в целом. Суперкомпьютерные вычисления – это точка роста для широкого спектра решений и приложений.

Приятно, что именно университет выступает в Челябинской области застрельщиком такого интересного и перспективного направления, как высокопроизводительные вычисления. Как относятся к этой инициативе руководители области и города?

АШ. Без малейших сомнений скажу: очень хорошо относятся. В нашей области создан специальный совет по развитию суперкомпьютерных вычислений для решения конкретных целей нашей области. В этот совет вошёл не только я, как ректор университета, но и г-н Соколинский, руководитель нашего суперкомпьютерного центра, и г-н Баев - декан факультета экономики и управления. Все это сделано для того, чтобы университетский суперкомпьютрный центр использовался для решения экономических задач области, для управления развитием экономики области.

А лично Вам, удаётся ли вести какую-то научную работу – я спрашиваю потому, что могу представить объём административной работы ректора такого огромного университета? Зачем лично Вам нужен это суперкомпьютерный центр?

АШ. В армии есть два известных приказа. «Делай, как я сказал» и «Делай, как я». Мне гораздо больше нравится второй. Каждую субботу я прихожу на кафедру, где работаю со своими аспирантами. Я подготовил одного доктора наук и ещё один уже на подходе. Научная работа совершенно необходима для ректора, поскольку в ином случае он просто не сможет требовать от профессоров университета качественного выполнения своей работы.

Я сам занимаюсь проблемами, связанными с управлением. Последнее время уделяю особое внимание вопросам самодиагностики измерительных и управляющих устройств. Мне кажется, что возможности суперкомпьютерных вычислений могут существенно продвинуть работы в этом направлении, поэтому я планирую максимально использовать возможности суперкомпьютерного центра нашего университета. Честно говоря, я уже подбираю аспирантов, которые займутся решением конкретных задач. По-моему, суперкомпьютерный центр может дать колоссальный стимул исследованиям в любой области, надо только продуманно подойти к этому. И мы будем это делать.

Часть 3. Правительство области

Олег Логиновский, председатель комитета информационного и программного обеспечения Правительства Челябинской области. Совместная пресс-конференция ЮУрГУ и «РСК СКИФ», г. Челябинск. 5 ноября 2009 г. Фото: Александр Семёнов.
После общей пресс-конференции состоялась беседа с Олегом Витальевичем Логиновским, председателем комитета информационного и программного обеспечения Правительства Челябинской области, доктором технических наук, профессором, заслуженным деятелем науки РФ.

Г-н Логиновский отметил, что суперкомпьютерный центр он рассматривает, как своеобразный центр кристаллизации для зарождения и развития будущей инновационной экономики Челябинской области и России в целом. Для того чтобы понять, что можно реально делать с использованием возможностей суперкомпьютерного центра, было бы правильно привлечь к работе всех заинтересованных лиц, то есть представителей малого, среднего и крупного бизнеса.

Г-н Логиновский подчеркнул, что в специально созданную указом губернатора рабочую группу по развитию суперкомпьютерных технологий в области входит несколько министров областного правительства, поэтому все действия в этом направлении будут учитывать реальные потребности конкретных министерств. Возглавляет её заместитель губернатора Челябинской области, руководитель аппарата правительства Н.М.Рязанов. В эту группу входят и ректор ЮУрГУ А.Л.Шестаков, декан факультета экономики и управления И.А.Баев и заведующий кафедрой системного программирования ЮУрГу Л.Б.Соколинский.

Герб Челябинской области.

После завершения рабочей программы визита, перед отъездом в аэропорт, нас накормили очень вкусными пельменями в ресторане «Уральские пельмени». На гербе города изображён верблюд, здесь много лет назад проходил Великий шёлковый путь и рецепт этого блюда был завезён сюда из Китая. Так что, похоже, не Сибирь, а Урал – родина пельменей.

Очень важным, по словам г-на Логиновского, становится самое широкое образование в области суперкомпьютерных вычислений, поскольку сегодня мало кто представляет весь спектр возможностей, которые дают эти вычисления для решения тех или иных конкретных задач. С этой целью будут проводиться специальные семинары на базе ЮУрГу, имеет смысл разработать и курсы лекций для студентов.

По словам г-на Логиновского суперкомпьютерный центр университета даёт возможность реальной разработки программ экономического развития области. И эту работу надо вести совместными усилиями правительства области и руководства университета. Только с помощью суперкомпьютерных вычислений можно рассчитать динамику развития предприятий и всей экономики области. Сегодня даже в самых развитых западных странах нет конкретных решений в этой сфере. И ЮУрГу при поддержке правительства готов выступить «пионером» в разработках в этом направлении.

Искусственный интеллект от Intel: мечты и реальность

Искусственный интеллект от Intel: мечты и реальность. Статья Владислава Боярова

Acer Switch Alpha 12 SA5-271 – инженерное чудо

Acer Switch Alpha 12 SA5-271 – инженерное чудо. Статья Владислава Боярова