От параллельных вычислений - к грид-технологиям

Программы создания суперкомпьютеров "СКИФ" и "СКИФ - ГРИД" - одни из самых успешных белорусско-российских проектов. Сейчас проекту "СКИФ" исполняется 10 лет: союзная программа, предусматривающая создание отечественного суперкомпьютера, была принята в конце 1999 года.

История проекта

Суперкомпьютер "СКИФ" был создан в рамках одноименной Союзной программы, которая стартовала в 1999 году. Инициаторами программы "СКИФ" стали Российская Академия наук (головной исполнитель - ИПС РАН) и Национальная Академия наук Беларуси (головной исполнитель - Объединенный институт проблем информатики НАН Беларуси). В основу своих разработок белорусские и российские ученые положили одно из наиболее перспективных направлений развития компьютерных технологий - параллельные вычисления. В России и Беларуси уже имелись серьезные наработки в области параллельных архитектур и соответствующего ПО. Не было только практической базы для реализации этих наработок - программно-аппаратных средств для реализации вычислительных узлов кластера и высокоскоростных коммуникационных сетей, объединяющих эти узлы в единую суперкомпьютерную конфигурацию.

Финансирование программы "СКИФ" началось осенью 2000 года. В мае 2001-го уже были продемонстрированы первые машины. А в сентябре 2003-го появилась модель "Скиф К-500", которая вошла в Топ-500 самых мощных суперкомпьютеров мира. Следующая разработка - суперкомпьютер "Скиф К-1000" - втрое превзошел предшественника по производительности.

Далее последовала программа "Триада" (410 млн рублей союзных денег и столько же собственных средств заказчиков и исполнителей, срок действия 2005-2008), которая уже имела чисто прикладное значение. На "Триаде" отрабатывается внедрение наукоемких технологий в производство для создания конкурентоспособной продукции и выхода на внешние рынки. Единица мощности "Скифа" в полтора раза дешевле мировых аналогов, а отношение реальной производительности к теоретически достижимой составляет 81%.

Официально программа "СКИФ" завершилась в 2004 году, хотя суперкомпьютеры под этой маркой продолжают производиться и внедряться до сих пор. А весной 2007 года стартовала совместная программа "СКИФ-ГРИД".

Юбилейное интервью

О нынешнем состоянии и перспективах белорусско-российской программы создания суперкомпьютеров "СКИФ" нам рассказал исполнительный директор программы "СКИФ - ГРИД" Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси Анатолий Криштофик.

- Анатолий Михайлович, в чем смысл создания в Республике Беларусь собственной грид-сети?

- Целесообразность ее создания обусловлена многими факторами. Во-первых, мы не должны отставать в области развития и, главное, использования передовых компьютерных технологий. А одним из таких направлений как раз и являются грид-сети. Второе - это изучение и освоение опыта зарубежных стран. В рамках реализации данной программы мы сумели на определенном этапе интегрироваться в европейскую грид-инфраструктуру, участвуем в выполнении проекта "Балтика-Литва" рамочной программы Европейской комиссии, наши специалисты (особенно молодежь) ездят на различные обучающие семинары по грид-технологиям и т.д. Далее мы планируем интегрироваться в инфраструктуру EGI - Европейской грид-инициативы.

Одно из важнейших направлений нашего развития - создание и продвижение научно-образовательной телекоммуникационной инфраструктуры. Ее задача - объединить ученых Беларуси в единую сеть, научные ресурсы - в единый ресурс, и совместно выполнять новые программы, разработки уже на совершенно новом уровне. В частности, с использованием грид-технологий у нас сейчас проводится исследование трехмерной структуры белков, поиски новых лекарственных форм, в том числе вакцины против СПИДа.

С этого года начнется более качественная и плодотворная подготовка специалистов - системных программистов, администраторов для работы с кластерными системами, а также пользователей как суперкомпьютерных, так и грид-ресурсов.

- Какова в проекте "СКИФ - ГРИД" роль ПО с открытыми кодами?

- Покупая лицензионное ПО, организации напрямую, и в финансовом плане в том числе, становятся зависимыми от поставщиков этих программных решений. Так вот: в грид-среде и для суперкомпьютерных ресурсов мы используем ПО с открытыми кодами. Более того, мы взяли открытую платформу Unicore для создания национальной грид-сети и даже преуспели в ряде вопросов - нами разработаны некоторые сервисы, которых нет в настоящий момент в Европе.

Сейчас мы ведем переговоры и проводим работы по вступлению в сообщество разработчиков программной системы Unicore. Преимущество Unicore в том, что она кросс-платформенная - без проблем работает как с Windows, так и с Linux-системами.

- В начале года много говорилось о том, что суперкомпьютер "СКИФ К500" будет использоваться при строительстве первой белорусской АЭС. Как Вы можете это прокомментировать?

- Наш институт передал "СКИФ К500" в Объединенный институт энергетических и ядерных исследований. В настоящее время для этого суперкомпьютера создается телекоммуникационная инфраструктура, прокладывается оптоволоконный кабель. В этом проекте участвует и Белгосуниверситет - в рамках программы подготовки кадров для атомной энергетики. В ближайшее время этот суперкомпьютер также начнет использоваться для моделирования различных критических ситуаций, связанных с АЭС.

- А какой компьютер будет управлять работой АЭС? Будет ли это "СКИФ"?

- На данном этапе мы этот вопрос не прорабатывали. Наверное, его более корректно будет задать генеральному директору Объединенного института энергетических и ядерных исследований. Но использование "СКИФа" не исключается. В данном случае речь может идти о суперкомпьютере "СКИФ К1000" мощностью 5 терафлоп.

- В этом году российские СМИ сообщили, что существует проект по продаже суперкомпьютеров "СКИФ" в России и что этот рынок оценивается в $500 млн. Для этого даже была создана компания "РСК СКИФ". Какова роль в этом деле белорусской стороны?

- Этим в России занимается не одна компания - скажем, кроме "РСК СКИФ", есть еще фирма "Т-платформы". Аппаратно-программные средства "СКИФа" - они комплексные, создавались совместными усилиями белорусских и российских разработчиков. Так что Беларусь обязательно получит свою часть денег от проданных в России "СКИФов".

- Какие суперкомпьютерные технологии Вы считаете наиболее перспективными?

- Сейчас речь идет не о создании вычислительных ресурсов, а о разработке прикладных программно-аппаратных комплексов. Они определяются конкретными задачами, которые предстоит решать. Сейчас мы создаем специализированные программно-аппаратные комплексы для геологоразведки, повышения эффективности использования природных ресурсов, для машиностроительной отрасли.

Вот конкретный пример: главный конструктор Минского завода колесных тягачей на одном из совещаний прямо сказал: сегодня ситуация на рынке требует разрабатывать колесный тягач за полтора-два года. А традиционные способы позволяют нам сделать новую машину за 10-12 лет. Без использования современных вычислительных ресурсов эту программу решить невозможно.

- Вы как-либо участвуете в проекте первого белорусского спутника?

- Мы как раз прорабатываем вопрос использования создаваемой у нас грид-инфраструктуры как вычислительной основы для обработки космической информации. Потому что для работы с ней требуются колоссальные вычислительные мощности. Уже и "Роскосмос" заявил, что "белорусы первые начали использовать суперкомпьютерные технологии для обработки космической информации".

Виктор ДЕМИДОВ

Справка "КВ"

Грид (англ. grid - решётка, сеть) - согласованная, открытая и стандартизованная компьютерная среда, которая обеспечивает гибкое, безопасное, скоординированное разделение вычислительных ресурсов и ресурсов хранения информации в рамках одной виртуальной организации.

Грид-вычисления - форма распределённых вычислений, в которой "виртуальный суперкомпьютер" представлен в виде кластера соединённых с помощью сети компьютеров, работающих вместе для выполнения огромного количества заданий. Эта технология применяется для решения научных задач, требующих значительных вычислительных ресурсов. Грид-вычисления используются также для решения таких трудоёмких задач, как экономическое прогнозирование, сейсмоанализ, разработка и изучение свойств новых лекарств.