No 21 2003 года
Дважды в год публикуется список пятисот самых производительных компьютерных систем мира - top-500. Попасть в него очень престижно. В ноябрьский список текущего года, подготовленный учеными университетов Мангейма (Германия) и штата Теннесси (США), а также специалистами Национальной лаборатории Лоренса Беркли (США), были включены суперкомпьютерные программы из 38 стран, причем только 14 из них представлены национальными разработками и производителями, в их числе Беларусь и Россия. В перечне отсутствуют такие супердержавы, как Великобритания и Франция, пользующиеся покупными (американскими или японскими) наработками в этой области.
Узнав о такой новости, корреспонденты "СВ" немедленно отправились к создателям суперкомпьютерной установки К-500, в Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси. Там нас любезно встретил заместитель генерального директора института, заместитель научного руководителя программы в Беларуси по разработке суперкомпьютера Владимир Анищенко.
Официально программа называется "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе".
- Владимир Викторович, что такое обычный компьютер, понятно всем. А что представляет собой суперкомпьютер?
- Суперкомпьютер - это система, способная выполнять вычисления, сделать которые на обычном компьютере не удастся либо в принципе, либо за разумное время. Вот простой пример: представьте, что нужно выкопать 100-метровую траншею. Если взять 100 рабочих, каждому из них придется выкопать всего лишь один метр и они справятся с задачей в 100 раз быстрее, чем один землекоп. Примерно так и работает суперкомпьютер: определенная задача делится на простые подзадачи или операции, которые решаются параллельно, а полученные данные сводятся к одному результату. Причем делается все с высокой производительностью: например, у "СКИФ К-500" расчетная пиковая производительность - 716,8 миллиарда операций в секунду.
- Прежде чем ответить на главный вопрос (а зачем, собственно, нужен такой суперкомпьютер), вкратце расскажите нашим читателям предысторию. Как родилась идея создания суперкомпьютерной программы?
- В Советском Союзе и странах СЭВ половину вычислительной техники среднего класса выпускали в Минске, который в те годы, наряду с Зеленоградом и Киевом, был в СССР лидером по микроэлектронике. Соответственно у нас имелось много проектных организаций и высших учебных заведений, специализировавшихся в области вычислительной техники.
Тем не менее, когда пять лет назад с этим проектом к нам приехали российские коллеги, нам их предложение показалось несколько неожиданным. Но вскоре решение о сотрудничестве было принято на государственном уровне. Около 40 ведущих специалистов высших учебных заведений и академических институтов в течение 2-2,5 месяца разработали технико-экономическое обоснование будущего совместного проекта (где и что выпускается, рынки сбыта и т. д.), и работа пошла.
- Не проще ли было купить в других странах суперкомпьютер? Ведь от разработки отказались даже такие страны, как Великобритания и Франция.
- Во многих странах обладание суперкомпьютерными системами приравнивается к обладанию ракетно-ядерным потенциалом. Это стратегические технологии, позволяющие решать задачи двойного назначения - от моделирования ядерных взрывов до проектирования сложной техники. Безусловно, второй аспект проблемы чрезвычайно актуален для экономики нашей страны. Кроме того, уместно будет учесть и политический эффект: обладание критической технологией, уменьшение зависимости России и Беларуси от внешних поставок суперкомпьютерного оборудования и программного обеспечения повышает престиж страны.
Далее. Поскольку главная цель программы "СКИФ" - возрождение компьютерной отрасли Беларуси и России и промышленное производство ряда программно-совместимых моделей суперкомпьютеров с широким спектром производительности (до триллионов операций в секунду и выше), уместно говорить о прямом экономическом эффекте. Он достигается за счет поставок собственной суперкомпьютерной техники и программного обеспечения предприятиям Беларуси и России, сокращения импорта аппаратных средств и программного обеспечения параллельных высокопроизводительных вычислений (годовые потребности обеих стран оцениваются в десятки миллионов долларов), а также за счет экспортных поставок упомянутых вычислительных средств в развивающиеся страны и ограничения доступа к таким технологиям высокоразвитых стран.
Наконец, можно говорить о прямом социальном эффекте: поддержке национальных разработчиков средств параллельных высокопроизводительных вычислений, создании рабочих мест в наукоемких отраслях, сдерживании "утечки мозгов", подготовке и переподготовке кадров для суперкомпьютерной отрасли. Уже сейчас высококлассные специалисты возвращаются из-за рубежа для участия в суперкомпьютерной программе Союзного государства.
- Каковы возможности практического применения суперкомпьютерной техники именно в Беларуси?
- Этот фронт работ за последний год значительно расширился. Завершена клиническая апробация специального медицинского комплекса для исследования сердечно-сосудистой системы. Совместно с республиканским Гидрометцентром проведено тестирование модели регионального прогноза погоды на 48 часов, в результате чего целый ряд параметров (приземное давление, составляющие скорости ветра и осадков) получен в 12 раз быстрее, чем при расчетах на обычных вычислительных средствах Гидрометцентра. По заказу Борисовского завода агрегатов создается компьютерная технология проектирования, испытания и подготовки турбокомпрессоров дизельных двигателей Минского тракторного завода. Проведены предварительные работы по использованию суперкомпьютеров "СКИФ" для расчетов и моделирования остовов тракторов "Беларусь", которые принципиально не могут быть рассчитаны на традиционных средствах вычислительной техники. То есть появляются фактически новые возможности для проектирования качественной, надежной, конкурентоспособной техники. Это уже поняли практически все ведущие предприятия Беларуси. Например, поставлены вычислительные эксперименты на суперкомпьютере несущих конструкций карьерных самосвалов "БелАЗ", в интересах МАЗа проводятся работы по суперкомпьютерному моделированию столкновений транспортных средств с неподвижными препятствиями и так далее.
- Сколько образцов суперкомпьютеров уже создано? И каков конкретный вклад в это дело каждой из сторон?
- Эта программа - совместный проект, плод усилий разработчиков двух стран. Мы делаем единый конечный продукт, а не собираем, как иногда случается, разные проекты в одну программу.
В 2000-2003 годах основные усилия по программе "СКИФ" были сосредоточены на реализации заданий, обеспечивающих в сжатые сроки выпуск первых образцов суперкомпьютеров. Важнейший практический результат первых лет (несмотря на существенные задержки при заключении ежегодных договоров в 2000 и 2001 годах и уменьшение предусмотренных объемов финансирования) - это выпуск 11 образцов суперкомпьютеров с пиковой производительностью до 700 миллиардов операций в секунду. В настоящее время 5 из них находятся в Минске, 6 - в России.
Комплексная программа "СКИФ" завершается в 2004 году. Мы вышли на собственный путь развития высокопроизводительной вычислительной техники, уровень которой соответствует требованиям широкой категории пользователей. Что, собственно, и подтверждено включением "СКИФ К-500" в рейтинг пятисот самых производительных компьютерных систем мира.
* * *
На состоявшейся недавно в Москве пресс-конференции, посвященной программе "СКИФ", ее исполнительный директор от РФ Сергей Абрамов, в частности, сказал:
- Мы надеемся завершить "СКИФ" в 2004 году, а в 2005-2008 годах разработать "СКИФ-2". Главный итог первых четырех лет в том, что создана команда из примерно 1000 российских и белорусских профессионалов, которой по плечу самые сложные промышленные разработки.
На пресс-конференции прозвучала такая информация. На всю программу "СКИФ" потрачено 10 миллионов долларов, в следующем году планируется истратить еще 3 миллиона. Американцы примерно за тот же период истратили 6 миллиардов, тем те менее технологическое отставание ликвидировано, а союзные суперкомпьютеры уже приносят прибыль.
Госсекретарь Союзного государства Павел Бородин поднял проблему, которая актуальна отнюдь не только для этой программы. А именно: о союзной собственности. Суперкомпьютер уже можно предлагать на мировом рынке, но кто будет торговать, кому пойдет прибыль, заработанная за счет инвестиций из союзного бюджета? Есть проект межгосударственного соглашения о союзной собственности. Российская сторона его рассмотрела, а белорусская - нет. По мнению П.Бородина, определить предмет союзной собственности не менее важно, чем ввести единую валюту или принять Конституционный акт. Госсекретарь надеется, что вопрос о союзной собственности будет рассмотрен на заседании Совмина и Высшего Государственного Совета в феврале".