CNews стали известны первые детали концепции создания в России суперкомпьютера экзафлопсного класса,
который будет в сотни раз мощнее самых производительных систем,
существующих в настоящее время в мире. В 2011 г. концепция создания
суперкомпьютера должна быть представлена в правительство.
Межведомственная рабочая группа по развитию индустрии
суперкомпьютеров в России и их применению в промышленности,
возглавляемая гендиректором «Росатома» Сергеем Кириенко, организовала
специальную группу, которая занялась разработкой концепции по развитию
технологий высокопроизводительных вычислений на базе суперЭВМ
экзафлопсного класса. Такая система будет способна выполнять свыше
квинтиллиона операций в секунду (10 в 18 степени).
По информации CNews, возглавил «экзафлопсную» группу
директор департамента развития научно-производственной базы ядерного
оружейного комплекса госкорпорации «Росатом» Сергей Власов. Среди других
ее членов — директор ИПС имени А.К. Айламазяна РАН Сергей Абрамов,
директор НИИ системных исследований РАН Владимир Бетелин, декан
факультета вычислительной математики и кибернетики Виктор Гергель, ряд
сотрудников федерального ядерного центра в Сарове РФЯЦ-ВНИИЭФ (входит в
«Росатом»).
По данным источника CNews, знакомого с ходом подготовки концепции,
созданием экзафлопсного суперкомпьютера, вероятнее всего, займутся
специалисты РФЯЦ-ВНИИЭФ. Концепция проекта предполагает поэтапное
увеличение вычислительных мощностей "Росатома" — в десять раз каждые три
года. Предварительно сроки выглядят следующим образом: 2011 г. – 1
Пфлопс, 2014 г. – 10 Пфлопс, 2017 г. – 100 Пфлопс, 2020 г. — 1
экзафлопс. Как сообщает источник, по энергопотреблению системы
разработчики рассчитывают уложиться в 20 МВт.
Разработку концепции планируется завершить к апрелю 2011 г. и
представить на рассмотрение межведомственной рабочей группы, а затем, в
случае одобрения, – представить соответствующее предложение в
правительство. Объемы необходимого финансирования специалисты еще не
оценили.
Ранее источник CNews, знакомый с деятельностью РФЯЦ-ВНИИЭФ, сообщал,
что в этом центре уже установлено несколько суперкомпьютеров, мощность
самого крупного из которых составляет 1 Пфлопс. Сборку этого
суперкомпьютера РФЯЦ-ВНИИЭФ осуществлял самостоятельно.
Напомним, что РФЯЦ-ВНИИЭФ уже занимается разработкой персональных
суперкомпьютеров. В 2010 г. институт передал 21 такую систему различным
промышленным предприятиям, а в 2011 г. планирует передать 52 системы.
Как рассказывал CNews представитель РФЯЦ-ВНИИЭФ Сергей Егоршин, их
сборка осуществляется в собственной лаборатории центра.
По мнению Сергея Абрамова, директора ИПС имени А.К. Айламазяна РАН, у
специалистов ядерного центра накоплен большой опыт создания мощных
вычислительных систем: «У РФЯЦ-ВНИИЭФ всегда были большие машины, очень
часто, самые мощные по России и СНГ. Просто они нигде не «светились». У
них много опытных образцов суперкомпьютерных платформ собственной
разработки, и они были одними из первых, кто в России сделал достаточно
крупную установку на графических процессорах».
Для создания экзафлопсной системы разработчикам придется преодолеть
целый ряд технологических проблем, связанных с энергопотреблением,
объемом памяти, масштабируемостью системного ПО и реальных приложений на
миллионы процессорных ядер, говорит Алексей Волгин, главный специалист
департамента развития научно-производственной базы ядерного оружейного
комплекса госкорпорации «Росатом».
«В настоящий момент в мире не существует окончательного видения
направлений развития элементной базы и архитектуры построения
вычислительных систем эксафлопного класса, — объясняет Волгин. —
Концепция универсальной многоядерности Intel и AMD может оказаться
бесперспективной по энергопотреблению (сотни мегаватт по самым
оптимистичным прогнозам) и из-за конфликтного доступа множества ядер к
общей памяти».
О графических ускорителях (концепция nVidia) как об основной
платформе будущего, по мнению Волгина, говорить преждевременно в силу
«жесткости» архитектуры и связанной с этим программной сложностью
эффективного распараллеливания. «Новая стратегия развития, скорее всего,
будет базироваться на интеграции в одном кристалле разнородных
вычислительных ядер, с интеграцией в вычислительный модуль
высокочастотных FPGA», считает он.
Стоит отметить, что в США суперкомпьютер экзафлопсного класса
рассчитывают создать как минимум на два года раньше – в 2018 г. В
частности, о таких планах заявляло агентство передовых оборонных
исследовательских проектов Минобороны США (DAPRA) после того, как в
ноябре прошлого года в Топ-500 мощнейших суперкомпьютеров мира на первое
место впервые в истории вырвалась китайская система – Tianhe-1A. До
этого на первом месте оказывались лишь суперкомпьютеры США и Японии.
Пиковая производительность китайского суперкомпьютера составляет 4,7
Пфлопс, реальная – 2,56 Пфлопс.
На сегодняшний день разработки в области экзафлопсных
суперкомпьютеров ведут разные группы разработчиков в США. Совместные
работы в этом направлении, к примеру, проводят национальные лаборатории
Sandia и Oak Ridge министерства энергетики США. Экзафлопсные программы
есть и в Европе.
Из российских организаций разработками в области экзафлопсных
вычислительных систем намерен заниматься МГУ и компания «Т-Платформы»,
заключившие в 2010 г. соответствующий меморандум.
Экзафлопсные системы наиболее актуальны для задач,
требующих масштабного моделирования с большой точностью. К примеру,
Министерство энергетики США рассматривает экзафлопсный суперкомпьютер
как инструмент энергетической безопасности страны. С его помощью
американцы планируют проектировать атомные станции, использовать для
разведки нефтегазовых месторождений с целью повысить коэффициент
извлечения углеводородов, создавать новые виды синтетического топлива.
| 
