Копия текста публикации со страницы http://www.computerra.ru/interactive/440144/

 

Сергей Абрамов: "Нужно понять, кто мы, где мы и куда нам дальше двигаться"

Автор: Сергей Вильянов
Опубликовано 08 июля 2009 года

Это вторая часть ответов Сергея Абрамова, члена-корреспондента РАН и руководителя программы "СКИФ-ГРИД" на вопросы читателей "Компьютерры-Онлайн". Первую вы можете прочитать здесь.

palig №9: В июне 2008 года компания AMD представила карту FireStream 9250, вычислительная мощность которой превышает терафлоп. Данная карта устанавливается в стандартный разъём на материнской плате ПК и стоит 999 долларов. Значит ли это, что чтобы повторить результат СКИФ-МГУ с 60 терафлоп надо купить всего лишь 60 карт FireStream 9250 за 60000 долларов и собрать из них небольшой кластер?

Ответ зависит от того, какой из результатов – какую из характеристик,— "СКИФ МГУ “Чебышев”" мы задумали повторить.

Если мы хотим повторить пиковую производительность 60 Tflops, то да, этот результат повторить можно. Но пиковая производительность это абстракция, не требующая запуска реальных задач и даже включения машины. Поэтому, для такого результата 60 плат FireStream 9250 можно просто сложить в кучку, не соединять их между собою и не подключать к электросети – кучка будет в 60 Tflops. Это Вам подтвердит любой специалист.

Если мы постараемся запустить на этом "железе" хоть какой-то тест (или реальную задачу) и получить реальную производительность на тесте, то вот здесь возможны чудеса:

Это стандартная картинка, при сравнении спецвычислителя (ускорителя), коим и является FireStream 9250, со стандартными архитектурами.

Рустам Ханбеков №14: Как Сергей Абрамов относится к вычислениям усилиями видеоускорителей?

Как и сказал выше. Ускоритель – это специализированный вычислитель.

В приземленной жизни: есть универсальный инструмент – пассатижи, например,— есть специализированные инструменты: гвоздодер, кусачки и молоток. Пассатижами достаточно успешно можно решать весьма широкий класс задач: перекусывать проволоку, вытаскивать и забивать некрупные гвозди. Специализированными инструментами (гвоздодер, кусачки и молоток) какие-то из "пассатижных" задач вовсе невозможно решить, какие-то можно решить, но с худшей производительностью, а какие-то можно решить гораздо эффективнее.

При обсуждении спецвычислителей (ускорителей) важно понимать, под какие задачи они специализированы. Важно использовать их по назначению – тогда будет эффект. И иногда – большой эффект. Важно понимать и помнить, что в любом случае эта машина не "широкого профиля".

Immorta №10: Считаете ли вы конкурентами суперкомпьютеров грид-системы типа Folding@home, BOINC, Cloud Computing ?

Нет. В случае с метакомпьютинговыми технологиями (Folding@home, BOINC и наш SKIF@HOME) мы опять имеем дело с узкоспециализированным инструментом. Инструмент применим только к случаю, когда задача разбивается на огромное количество подзадач, каждая из которых считается весьма долго (минуты), и при этом объём передач у подзадачи скромный (байты–килобайты).

Такие задачи бывают. Некоторые из них важные и нужные. Если этого не было бы, мы бы не создавали свой пакет SKIF@HOME.

Однако таких задач немного. Гораздо больше задач, которые не побегут на метакомпьютинговых системах – им потребуется "настоящая" суперЭВМ.

Поэтому никакой конкуренции метакомпьютинга с суперЭВМ нет.

С Cloud Computing посложнее. Но это больше про доступ и управление ресурсами (ресурсами ферм и, в том числе, суперкомпьютеров). Посему тоже – не конкурент, а, пожалуй, соратник.

Immorta №10: Что вы думаете по поводу эффективности господдержки распределённых вычислений вообще, и, в частности, реализованных в виде обязательного использования idle-циклов в госучреждениях и "натурального налога на вычислительную мощность" в остальных вычислительных системах?

Господдержка для суперкомпьютерной отрасли – вещь жизненно важная. Это верно и для grid-технологий и для распределённых вычислений.

Кстати, государственным делом (с финансированием из бюджета) в развитых странах является не только создание суперкомпьютерных центров, но и их объединение в grid-системы, создание государственных (некоммерческих, бюджетных!) каналов связи для этого. Америка оптоволоконными линиями только одной из таких сетей (NLR – National LambdaRail) переплетена 5 раз с севера на юг и два раза с востока на запад.

Что касается идеи принятия закона и натурального налога на вычислительную мощность, то навскидку мне сложно оценить его разумность. Однако и не такие законы принимали, ничего. Если что – не беда. "Строгость российских законов смягчается необязательностью их исполнения." (Салтыков-Щедрин).

Immorta №10: Знаете ли вы примеры такой практики за рубежом (кроме европейского EGEE public.eu-egee.org )

Нет, не знаю.

В SKIF@HOME мы специально в системе потратили силы на поддержку точного учета вклада компьютеров-доноров. Идея была пожертвованную в систему метакомпьютинга работу (произведение производительности на время) обменивать (по курсу) на ресурсы настоящей суперЭВМ. Чтобы школы, ПТУ и вузы (которые без суперЭВМ) могли бы обменять свои idle-ресурсы на доступ своих учеников к настоящей суперЭВМ.

Immorta №10: Каковы актуальные и планируемые вычислительные мощности российских ГРИД-парков?

Сегодня система СКИФ-Полигон перешагнула рубеж в 100　Tflops. А суммарная пиковая производительность всех 50 самых мощных установок СНГ – 510　Tflops.

Ближайшие планируемые мощности зависят от ближайших планов государства и успешности их исполнения.

Глеб Радченко №11: Думаю, без сомнения можно констатировать, что на сегодняшний день информационные технологии переживают пик своей популярности. Нет ни одной сферы, где не использовались бы компьютерные вычисления: начиная с обыденной офисной техники, заканчивая "умными" снарядами и роботехникой.

Да, уж, пик популярности. Весенний – как раз к Первомаю...

Жаль не могу задать вопрос уважаемым читателям. Любопытно узнать, как избиратели оценивают уже упомянутый проект некоторых деятелей из правительства об исключении всех информационных технологий из приоритетов России.

Глеб Радченко №11: В связи с этим, не наблюдается недостатка в рабочих местах для специалистов (будем надеяться, что кризис – это лишь временные трудности). Но так не может продолжаться вечно. ... На ваш взгляд, сколько времени осталось "программированию" и "программистам" быть такими, какими их мы знаем сейчас?

Конечно, вечных вещей не так уж много, но профессию программистов я себе представляю актуальной, как минимум на несколько десятилетий.

Верно, что технологии, навыки, приемы, парадигмы в данной профессии меняются стремительно. Те программисты, которыми мы их знаем сейчас, станут абсолютно другими через очень короткое время.

Рядом со мною работают мои друзья – программисты, которые в течение своей жизни, в течение последних 35–40 лет остаются эффективными действующими программистами, не выходят из профессии, при этом до неузнаваемости меняясь с точки зрения языков программирования, технологий, используемых парадигм, методов организации работы и т.п.

Менялись аппаратные платформы, менялось системное ПО, менялись спектр и сложность решаемых задач. Менялся до неузнаваемости облик профессии программиста, но сама профессия оставалась. И ещё долго останется, я уверен.

Глеб Радченко №11: Кто придет им на смену?

Как уже ответил, программисты останутся. Но облик профессии изменится – будут новые языки, новые парадигмы, новые технологии.

Глеб Радченко №11: Что необходимо знать и уметь, чтобы не сойти со сцены при "смене тренда"? Что необходимо преподавать современным студентам, чтобы они остались на плаву после того, как модные сегодня технологии канут в Лету?

Первое: мощная математическая база. Например, упомянутые мною ранее успешно действующие на протяжении 35–40 лет программисты все имели как базу Колмогоровский интернат и (большинство) мехмат МГУ.

Важнейшие для программистов дисциплины: дискретная математика, современная прикладная алгебра, теория графов, логика, теория рекурсивных функций и т.п.

Важно вначале преподавать "чистые" идеи программирования, незамутненные сиюминутными деталями преходящих технологий. Например, это может быть курс "Haskell, как первый язык программирования". Или Рефал.

Изучать конкретные технологии важно только с одной целью: понять стиль мышления отцов-основателей отрасли. На каждом из многочисленных этапов развития отрасли. Как отцы-основатели до этого всего додумались? Как дошли? Какая была теоретическая база у каждого из них? Какие использовались технические приемы и стили мышления? Это важно, а не мелкие особенности технологий. Технологии придут и уйдут. И всё новое окажется хорошо перелицованным (на новом уровне) старым.

Понимание основ поможет остаться на плаву в профессии.

Кстати, это то, чем отличается российская традиция преподавания (аналитическое и критическое мышление) от экспортируемых технологий подготовки студентов к успешному прохождению тестов на знание сиюминутных деталей уходящих технологий.

Кто и где хорошо готовит студентов? Мне очень нравится, как работает Н.Н.Непейвода. Хорошие результаты в СПбГУ ИТМО (В.Н.Васильев, А.А.Шалыто). В целом я доволен, как поставлено дело в нашем университете.

Alf Urby №12: Каково Ваше мнение о применении термина "кража интеллектуальной собственности" в отношении программного обеспечения, мнение о так называемом "пиратстве" лицензируемого контента, торрентах, авторском и смежном правах...

Все устроено так:

Вы знаете, до поры до времени в абстрактных обсуждениях приятно клеймить позором правообладателей (особенно крупных и заморских) и снисходительно относиться к пиратству.

Но бесконечно это состояние может продолжаться только (1) у профессионального пирата или (2) у персоны, которой нечего терять – нет коммерческой интеллектуальной собственности на свою продукцию.

В противном случае вдруг в некоторый момент на своем опыте понимаешь, что это очень досадно, когда другой берет твою разработку (не имеющую открытых лицензий), без спросу и без лицензии её тиражирует и наживается на незаконной коммерциализации результатов твоего умственного труда.

Знаете – очень неприятно...

Рустам Ханбеков №13: Сергей, скажите пожалуйста, а хватает ли людей? Не простых, а супер. У меня есть ощущение, что все супер уже разрабатывают суперкомпьютеры на другой стороне...

Рустам, конечно утечка мозгов не могла не сказаться на потенциале России. Особенно это заметно в крупных городах. Это понятно: в провинции народ всегда отсиживался, пережидал войну или чуму, А в крупных городах народ страдал ... если только не уезжал в провинцию, в деревню.

Не могу не отметить несколько заблуждений, связанных с утечкой мозгов.

Роль Запада в утечке мозгов преувеличена. Многие покидали академические институты и просто переходили на другую сторону улицы – в ближайший банк (или какую другую контору). Таких было больше, чем уехавших на Запад.

Роль денег в утечке мозгов преувеличена. Года два назад В.В.Путин сказал (на встрече с научной элитой в декабре) правильно – примерная цитата такая: "Учёного силой не удержишь, он уедет туда, где он нужен". Обратите внимание: не где больше платят, а где он нужен, где в его работе, в его мозгах искренне заинтересованы.

Вспомним, многие уезжали в не такие уж и прибыльные третьи страны (Иран, Ирак, Бразилия). Ехали туда, где встречали искренний интерес к использованию их знаний.

Это не значит, что учёным не нужно платить. Это значит, что для удержания научного персонала требуется и интересное дело, в котором знания используются "на всю катушку", и достойная зарплата, адекватная его усилиям и результатам.

На таких условиях ("нужен" и "платят"), сегодня собрать необходимые команды в России можно. Нелегко, но можно, как показывает наш опыт. И, конечно, можно и нужно готовить новых специалистов. Что и делаем.

vlubch №15: Известна ли Вам модель и теория параллельных процессов, которые позволяют формальным методом вычислить для двух параллельных процессов эквивалентный им один последовательный? Если да, то какие (модель и/или теория)?

Я не совсем понял вопрос. Думаю, речь идет вот о чем: рассматриваются различные параллельные программы p с двумя ветвями (двумя параллельными процессами) на некотором языке (в некоторой модели параллельного программирования (например, на Occam). Спрашивается, можно ли создать программу (сериализатор), которая по данной p выписывает последовательную программу p’, эквивалентную p.

Почти уверен, что если гарантируется детерминизм p (независимость результата от порядка исполнения готовых параллельных ветвей), то такой сериализатор реализуем и весьма просто.

Если детерминизм не гарантируется, то задача поставлена не вполне корректно.

vlubch №16: Должно ли быть соответствие между параллельной аппаратной архитектурой и формальной моделью параллельных вычислений?

В целом, это вопрос только эффективности. Реализация проще и эффективней, если аппаратура напрямую поддерживает примитивы формальной модели.

vlubch №17: Какой модели параллельных вычислений соответствует параллельная архитектура современных процессов Intel?

Если мы говорим именно о процессорах, то речь идет об обычной распределенной памяти с примитивами захвата и освобождения глобальных ресурсов.

Сергей Ш №1: Вам не кажется, что скорость и мощность вычислений не способны решить те задачи, которые мы ставим перед суперкомпьютерами? Что современная математика себя исчерпала, и нужно не увеличивать мощность счетной машины, а менять принципы самого расчета? Что давно уже нужна новая "математика"?

С одной стороны, вычислительная мощность суперЭВМ растет, причем по экспоненте. Каждые 11 лет растет в 1000 раз. Это серьезно. И новым суперкомпьютерам "по плечу" становятся те задачи, с которыми не справлялись старые машины.

С другой стороны, наличие в доступе у разработчика даже самых мощных суперкомпьютеров не должно расхолаживать. И если есть возможность существенно изменить сложность расчетов, это надо делать. Но, думаю, введение термина "новая математика" не обязательно для изложения данной мысли.

Сергей Глита №2: Какие задачи кроме "оборонки" можно (нужно) будет решать этими мегамозгами?...

scrp №7: Есть ли примеры прикладного использования ваших суперкомпьютеров в России?

Да, есть примеры и в России, и в Белоруссии (все-таки деньги у нас вкладывает Союзное государство).

Один из любимых современных примеров из ЮУрГУ. На соседнем трубном заводе выпускают трубы для газопроводов. В результате разных операций иногда возникает неприятность: концы труб оказываются не круглыми, а овальными. Как результат труба идет в брак – при строительстве газопроводов такие трубы невозможно сварить встык с круглой трубой. На суперЭВМ СКИФ Урал был промоделирован и исследован данный процесс. Затем была обеспечена возможность проведения оперативных расчетов, позволяющих технологу за счет изменения технологических параметров управлять процессом изменения геометрии концов труб.

На "СКИФ МГУ “Чебышев”" за короткие сроки после ввода машины в строй, были рассчитаны новые лекарственные формы для борьбы с тяжелыми недугами.

И подобных примеров не единицы, а десятки. Ещё в первой программе "СКИФ" создавали и применяли на практике отечественные системы в следующих областях:

Распознавание на космических снимках очагов лесных пожаров, прогноз зоны выпадения осадков от лесных пожаров. Не здорово, но терпимо, когда на Вас падает сажа от лесного пожара. Хорошо, если сажа... А если горит "чернобыльский" лес, и с осадками движется не совсем обычная сажа? Сергей Глита, "...как всё это скажется на экологии, демографии и жизни простого человека?.."

Вычисление напряжения породы в месторождениях. Расчет прочности шахтных крепей. Если удастся сохранить здоровье и жизнь хотя бы одного горняка, то наш народ станет немножко "...счастливее, добрее и лучше".

В НИИ механики МГУ проводились расчеты по тематике "обтекание плохо обтекаемых тел (парашюты, паруса, антенные конструкции)".

В НИИ Космических Систем были разработаны три комплекса обработки данных дистанционного зондирования земли.

В ЧелГУ разрабатывались и использовались программные пакеты расчета эффективности (активности) различных лекарственных форм.

Тем самым, по большей мере СКИФы работали и работают вовсе не на "оборонку", а на мирные расчеты. Но если потребуется – они все "встанут в строй".

palig №9: В 1988-1990 г. один из моих знакомых служил в СА, обслуживая засекречивающую аппаратуру связи (ЗАС) ... спецслужбы США многие десятилетия ведут записи наших закрытых каналов связи. Значит ли это, что сейчас, получив такие суперкомпьютеры как Roadrunner или Jaguar они способны расшифровывать наши "шифровки" 10-20 летней давности?

Очевидно, что возможности по взлому шифров растут с ростом производительности используемых вычислительных установок.

palig №9: Ведутся ли такие же работы у нас?

Подобные приложения высокопроизводительных вычислений являются классическими для всех развитых стран.

lox linux №8: А сможет ли суперкомпьютер изобретать (заниматься творчеством, писать стихи, музыку) в принципе?

Вспомнил прибаутку: "Может ли машина думать?" – "Нет, машина должна ездить!".

А если серьезно, то у Вас очень сложный вопрос, на который я бы остерегся не только отвечать, но даже и рассуждать на эту тему вот так вот, "на бегу". Здесь сначала надо долго договариваться о многих терминах:

Если Вам эта тема по настоящему интересна, то позвольте я Вам порекомендую серию из трех книг прошлого века "Кибернетика – неограниченные возможности и возможные ограничения". В этих книгах обсуждаются самые разные аспекты:

Прямого ответа на свой вопрос Вы в этой серии не найдёте... Но, думаю, очень многое станет более ясным. В том числе и то, почему я уклонился от прямого ответа "да" или "нет".

innaiz №4: У меня немного необычные вопросы. Расскажите, пожалуйста, как там сейчас в Переславле-Залесском, как выглядит институт, есть ли молодежь и чувствует ли она перспективу? Спрашиваю так, потому что был в институте 24 года назад, когда он только создавался и размещался временно в старом деревянном 2-этажном здании (кажется, бывшего детдома)...

Институт программных систем имени А.　К.　Айламазяна Российской академии наук давно покинул те самые два барака, о которых Вы написали. Но все ветераны института (и я в том числе) с любовью вспоминают первые годы нашей истории и те самые бараки.

Сегодня Институт просторно располагается в замечательном комплексе зданий на холме, с отличным видом на Плещеево озеро. Кстати говоря, для обеспечения технологий, нужных для создания асимметричного эффективного ответа на СОИ:

Предопределённые нам в момент создания научные направления мы сохранили и развили – что видно из названий ведущих подразделений института и из полученных ими результатов:

Сохранён и развит сектор образовательных усилий Института:

Формально, УГП имени А.К.Айламазяна (негосударственный вуз) и ИПС имени А.К.Айламазяна РАН (Государственная академия) никак не связаны. А по сути это один научно-образовательный комплекс. Большинство преподавателей в вузе – ученые из академического Института. А студенты проходят практику, курсовое и дипломное проектирование в ИПС имени А.К.Айламазяна РАН.

И это сегодня позволяет достойно ответить на Ваш вопрос "есть ли молодежь и чувствует ли она перспективу" – сегодня 40% штата института – это выпускники УГП имени А.К.Айламазяна и дипломники. А, значит, люди исключительно молодые, активные и талантливые. К этому надо прибавить наших аспирантов – при ИПС имени А. К. Айламазяна РАН есть и аспирантура, и совет по защите диссертаций. Тем самым, все перспективы у молодежи есть: научного и карьерного роста, достойнейшей оплаты за интересный интенсивный труд и т.п. И у Института с такими молодыми силами есть перспектива дальнейшего развития и роста.

Тем самым, в основном мы сами, за счет УГП имени А. К. Айламазяна, решаем свои кадровые проблемы. И если бы 15 лет назад мы бы не создали свой вуз, сегодня Института не было бы. По крайней мере, в том виде и теми результатами, которые мы имеем сейчас.

Так что интеграция академической науки и образования, о которой недавно заговорили в правительстве, в Переславле была с 1993 года. Кстати, недавний закон об интеграции науки и образования опыт, подобный нашему, не учитывает и не охватывает – как я понял, по закону государственная наука может интегрироваться только с государственным вузом (так сказать, государство-государственное партнерство). А у нас вуз – негосударственный! Так что наша интеграция идет без законных бонусов...

Alf Urby №12: Когда Вы последний раз были в продолжительном отпуске... ? Где отдыхали?

Докторам наук в академии положено 54 дня отпуска. Я столько никогда не "гулял". Много лет отпуск не брал вовсе (что нехорошо – нарушение КЗОТ и работником, и работодателем). В последние годы стараюсь брать пару-тройку недель, иногда в разбивку, два раза в год. Где отдыхал? Обычно отдыхаю в России.

Со студенчества люблю водный туризм. Сейчас это, конечно, не пороги и шиверы Мсты и Березайки, а спокойные семейные реки. Последние пять лет без пропуска проводим с женой и с детьми 7–10 дней в байдарочном походе по таким семейным рекам.

Год назад впервые выехал за рубеж на отдых – до этого ездил много, но в деловые поездки. Был в Египте, в Хургаде. Всю жизнь любил плавать и нырять. Поэтому опыт первого погружения с аквалангом произвел сильное впечатление.

Дамир Шамарданов №5: У меня такой вопрос. Не возражает ли Сергей Михайлович, если в «Википедии», в статье о нём будет опубликован его портрет? На данный момент нет изображений.

С уважением отношусь к проекту «Википедия», пользуюсь данным ресурсом. Появление там статьи обо мне и моих фотографий считаю честью для себя. Конечно, не возражаю. К сожалению, самому развивать свое собственное web-CV не хватает времени – к моему стыду последнее изменение было в 2002 году. Но небольшую публичную коллекцию своих недавних фотографий я собрал.

scrp №7: 3. С какими трудностями сталкиваетесь? (например, недостаток квалифицированных кадров или денег)

Вот с чего начинали, тем и закончим. В соответствии с природой суперкомпьютерной отрасли все её трудности связаны с адекватным и осмысленным осознанием роли нации, которую она берёт на себя.

Если не на словах, а на деле мы будем озабочены реструктуризацией экономики, инновационными и наукоёмкими технологиями и движением к экономике, основанной на знаниях, то достаточно скоро мы (и народ, и власть) поймём на деле необходимость суперкомпьютерных технологий высшего мирового уровня. И тогда высшие экономисты, отвечающие за конкурентоспособность страны, скажут: "Хотим победить в конкуренции? Обязаны победить в вычислениях!". И всё встанет на свои места.

Будет у России осознанный выбор своей роли и своего места в грядущем мире – будет политическая воля. Будет политическая воля – будет адекватные планы и соответствующие им финансовое обеспечение. А значит, будут и кадры, и все остальные ресурсы... Никаких трудностей не будет.

Так что сегодня трудности у нас одни — трудности не суперкомпьютерной отрасли, а общие для всех трудности: понять, кто мы, где мы и куда бы нам дальше двинуться.

Вопросы в этом интервью задавали читатели "Компьютерры-Онлайн" на нашем форуме. С какими компаниями вы бы хотели пообщаться? Пишите на адрес site@computerra.ru письма с заголовком "интерактивное интервью", и мы постараемся его организовать.