Intel в Новосибирске | Вступление
THG.ru внимательно следит за нарастающим интересом российской экономики и прессы к суперкомпьютерной проблематике. Специальный корреспондент THG побывал на всех значимых мероприятиях в этой отрасли как в России, так и за рубежом – в Уфе, Челябинске, Гамбурге (о чем вы могли прочесть на наших страницах). В составе представительной группы российских СМИ в Новосибирске работали специальные корреспонденты THG — Дмитрий Зиновьев и Александр Семенов.
Intel в Новосибирске | День суперкомпьютеров
Переход к активному использованию суперкомпьютеров — задача, приоритетная для России. В ежегодном послании Президента России Д.А. Медведева Федеральному Собранию от 12 ноября 2009 г. сказано: “В России должен быть в полном объеме задействован потенциал суперкомпьютеров, суперкомпьютерных систем, которые объединены высокоскоростными каналами передачи данных”.
 |
Поэтому главной целью Дня суперкомпьютерных технологий (СКТ) стало привлечение внимания представителей ведущих отраслей промышленности, научной общественности, управленческих структур к необходимости использования суперкомпьютерных технологий и их внедрения в науку, индустрию, высшее образование.
 |
По мнению организаторов, это повысит конкурентоспособность российской экономики, откроет новые возможности решения научных, технических и практических задач в различных отраслях промышленности, в том числе, при разработке новых материалов, машин и механизмов, лекарств, поиска новых месторождений полезных ископаемых и их эффективного пользования, создание современных систем принятия управленческих решений.
 |
С приветственными словами к участникам Дня Суперкомпьютерных Технологий обратились вице-губернатор, министр образования, науки и инновационной политики Новосибирской области В.А. Никонов, председатель объединенного ученого Совета по математике и информатике, академик Ю.Л. Ершов, председатель Совета по супервычислениям при Президиуме СО РАН, академик Б.Г. Михайленко, председатель Совета по нанотехнологиям и информационным технологиям при Президиуме СО РАН, академик Ю.И. Шокин, директор академических и исследовательских проектов Интел в России и СНГ В.В. Самофалов.
 |
Во всех выступлениях звучала мысль о том, что сибирская земля и Новосибирский Академгородок всегда были колыбелью различных инноваций. Поэтому и суперкомпьютерные инициативы здесь будут востребованы с радостью. В научных институтах Академгородка есть огромный научный потенциал, большой опыт работы в области вычислительной математики и компьютерной техники, большое количество молодежи, стремящейся к работе. Было отмечено, что готовится специальная сессия СО РАН, посвященная научным результатам, полученным с помощью суперкомпьютеров.
 |
Выступающие сошлись в том, что без суперкомпьютеров практически невозможны серьезные прорывы в таких областях науки, как геофизика, геномика, метеорология и многие другие. Выступающие подчеркнули, что параллельно с созданием мощных суперкомпьютеров совершенно необходимо развивать и новые параллельные вычисления с новыми алгоритмами и методами расчета.
 |
В ходе двух заседаний (утреннего и вечернего) были заслушаны доклады:
Суперкомпьютерные технологии России: объективные потребности и реальные возможности. С.М. Абрамов, член-корр. РАН, директор Института программных систем РАН им. А.К. Айламазяна РАН (Переславль-Залесский).
 |
Системная компьютерная биология. Н.А. Колчанов, акад. РАН, Н.Л. Подколодный, Институт цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск).
 |
Зачем и как разрабатывать высокопроизводительные приложения. В.В. Самофалов, Н.В. Суетин, Intel (Нижний Новгород, Москва).
Сибирский Суперкомпьютерный центр и Центр компетенции СО РАН – Intel во внедрении суперкомпьютерных вычислений. Б.Г. Михайленко, академик РАН, Б.М. Глинский, Н.В. Кучин, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (Новосибирск), В.В. Самофалов, Intel (Нижний Новгород).
Архитектуры и технологии Intel для высокопроизводительных вычислений. А.В. Сёмин, Intel (Мюнхен, Германия).
Опыт использования суперкомпьютеров “СКИФ” рядов 3 и 4 для решения индустриальных задач. Л.Б. Соколинский, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск).
 |
Применение суперкомпьютерных технологий в топливно-энергетическом комплексе. Г.Н. Ерохин, директор Югорского НИИ информационных технологий (Ханты-Мансийск).
 |
Реализованные в России HPC-проекты. В.В. Емельянов, С.В. Стрижак, HP (Новосибирск, Москва).
Высокопроизводительные вычисления в корпоративных исследованиях. С.В. Егерев, Е.В. Вторушин, Baker Huges (Новосибирск).
В итоговой резолюции участники Дня Суперкомпьютерных Технологий определили пятилетнюю стратегию развития высокопроизводительных технологий в регионе, целью которой стало повышение эффективности и конкурентоспособности региональной экономики за счет внедрения суперкомпьютерных технологий. В качестве задач, способствующих достижению цели, были названы:
- разработка механизмов распространения достижений суперкомпьютерных технологий в области использования их в сферах промышленного производства, науки и образования;
- организация и проведение мероприятий, способствующих развитию суперкомпьютерных технологий;
- разработка программ повышения квалификации работников в сфере суперкомпьютерных технологий и внедрение этих программ в учебные планы ведущих профильных вузов региона;
- информирование и популяризация опыта применения суперкомпьютерных технологий и достигнутых успехов в промышленном производстве и научной деятельности.
Участники поддержали предложение о создании Региональной Рабочей группы по внедрению суперкомпьютерных технологий при Правительстве Новосибирской области, которая будет информировать общественность о мероприятиях, связанных с суперкомпьютерными технологиями, участвовать в организации таких мероприятий, и координировать их проведение.
 |
Рабочая группа станет формулировать рекомендации по улучшению суперкомпьютерной инфраструктуры Сибирского Федерального округа и Дальнего Востока, способствовать созданию мощного регионального суперкомпьютерного центра на базе ССКЦ.
Далее будет подробно рассказано о докладах С.Абрамова, А.Семина и Л.Соколинского.
Intel в Новосибирске | Доклады
Господин Абрамов озаглавил свое выступление “Сколько суперкомпьютеров нужно России”. Начал он со своей любимой цитаты президента совета по конкурентоспособности США Деборы Винс-Смит: (Deborah Vincent Smith) “Технологии таланты и деньги доступны многим странам. Поэтому США стоит перед лицом непредсказуемых зарубежных экономических конкурентов. Страна, желающая победить в конкуренции, должна победить в вычислениях”.
По мнению господина Абрамова, киберинфраструктура страны — это забота государства. Нам просто необходима новая инфраструктура государства — государственная система из мощных национальных суперкомпьютерных центров (СКЦ), объединенных сверхбыстрыми каналами связи в грид-систему. В 2005-2009 годы США тратили на эти цели от 2 до 6 миллиардов долларов в год.
В России должна быть создана определенная иерархия киберинфраструктуры. На самом верху пирамиды супервычислений должно находиться 20 крупных национальных центров, за ними идут 80 крупнейших региональных и отраслевых центров, далее — 150 крупных региональных и корпоративных центров и наконец — 250 центров предприятий и научных учреждений. И после этих 500 – суперЭВМ небольших исследовательских компаний, лабораторий и научных подразделений.
Господин Абрамов привел свои оценки того, сколько суперкомпьютерной мощности России необходимо. На середину этого года — это топ20 (1-3.8 петфлопс), топ21-100(85-283 терафлопс), топ 101-250 (38-90) и топ252-500 (25-48). За два следующих года эти показатели должны вырасти, как минимум, в четыре раза. По его мнению, этих показателей можно достичь, в частности, с помощью суперкомпьютеров СКИФ ряда 4 (СКИФ-Аврора). У них есть явные технологические преимущества. Все печатные платы, всю “механику”, систему в целом можно изготавливать в России, будут закупаться только микросхемы. В производстве этих суперкомпьютеров используется широкая отечественная кооперация: 7 организаций — разработка КД ПД и создание опытных образцов СКИФ-Аврора, 20 российских организаций — адаптация и оптимизация приложений к архитектуре суперкомпьютера СКИФ-Аврора.
Проанализировав развитие киберинфраструктуры России, США, Объединенной Европы и Китая за несколько лет, С.М. Абрамов сделал вывод, что Россия отстает в развитии, по крайней мере, на 5,5 лет от CША, и на 3,5-4 года — от Объединенной Европы. Кроме того, было подмечено, что Китай уходит в отрыв от России по уровню развития киберинфраструктуры и начинает приближаться к Объединенной Европе.
В докладе С.М. Абрамов подчеркнул, что киберинфраструктуру станы нельзя построить раз и навсегда. Киберинфраструктура требует постоянного изменения, поскольку каждые полгода меняются требования к производительности суперкомпьютеров. И те суперкомпьютеры, которые сегодня относятся к категории первого уровня и занимают в рейтинге Top 500 места с 1-го по 20-е, уже через полгода окажутся в рейтинге Top 500 на позициях с 21-го по 100-е, и будут относиться к категории суперкомпьютеров второго уровня.
Далее, Сергей Михайлович рассказал о внедрении наиболее современных решений СКИФ 4-го поколения, известных под названием СКИФ-Аврора, оснащенных уникальной водяной системой охлаждения. Совсем недавно система СКИФ-Аврора с пиковой производительность 24 Tflops на базе 256 blade-модулей с чипами Intel Xeon серии 5500, системой жидкостного охлаждения и рядом уникальных отечественных разработок была установлена в Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ). Интересно отметить, что уже сейчас российскими и белорусскими специалистами разработан проект системы СКИФ П-0.5 на базе совершенно бесшумных монтажных шкафов (общим количеством 21 штука), обеспечивающий проектную вычислительную мощность порядка 500 Tflops.
В заключение доклада С.М. Абрамов выразил надежду, что развитие суперкомпьютеров СКИФ ряда 4 позволит России подойти к экзафлопному рубежу (производительность в 1 Eflops) уже в 2019 году.
 |
Андрей Семин посвятил доклад обзору технологий Intel для высокопроизводительных вычислений, в котором обрисовал существующие решения Intel для создания суперкомпьютеров и отметил, что 408 из 500 суперкомпьютеров с рейтинге Top 500 построены на базе процессоров Intel.
Андрей Семин рассказал о совершенно новом решении Intel — сопроцессоре для центрального процессора, выполненного в виде карты расширения с интерфейсом PCI Express x16. Этот сопроцессор построен на базе новой архитектуры Intel Many Integrated Core (Intel MIC) и, по сути, является развитием проекта Larrabee, о котором за последнее время немного забыли. Вместо дискретного графического решения Larrabee компания Intel планирует выпустить сопроцессор для сегмента высокопроизводительных вычислений.
Пока Intel представила сопроцессор в виде платы расширения с кодовым названием Knights Ferry. Этот сопроцессор выпускается по 32-нм технологии и имеет 32 ядра. Каждое ядро имеет x86-совместимую архитектуру и поддерживает векторные инструкции. Ядра работают на частоте 1,2 ГГц и поддерживают обработку до четырех потоков. Таким образом, сопроцессор может одновременно обрабатывать до 128 потоков.
Процессор наделен когерентным и разделяемым между всеми ядрами кэшем объемом 8 Мбайт. Кроме того, сопроцессор работает с памятью GDDR5, размер которой составляет от 1 до 2 Гбайт.
В будущем компания Intel собирается выпустить сопроцессор под кодовым наименованием Knights Corner, который будет выпускаться по 22-нм техпроцессу. Этот сопроцессор будет содержать уже более 50 ядер. В настоящее время сопроцессор Intel ориентирован на рынок высокопроизводительных вычислений, однако, как считает Андрей Семин, вполне возможно использование сопроцессора для ускорения пользовательских хорошо распараллеливаемых приложений, включая графические приложения.
 |
Леонид Соколинский, директор суперкомпьютерного центра национального исследовательского университета ЮУрГУ рассказал о том, как в Южно-Уральском государственном университете суперкомпьютеры используются для решения серьёзных прикладных задач, востребованных гражданской и оборонной промышленностью.
 |
В частности, в качестве примеров задач инженерного моделирования Леонид Соколинский рассказал о расчётах тепло-массообмена и газовой динамики с моделированием тонких турбулентных слоев в щелевых уплотнениях питательных насосов тепловых электростанций, работах по расчету многофазных течений в камере сгорания ракетного двигателя.
 |
Он поведал о моделировании деформирования и разрушения тканевых бронежилетов, а также о механическом поведении грудной клетки человека при локальных ударах и прочем.
Intel в Новосибирске | Заключение
В заключение хочется сказать, что от мероприятия осталось позитивное впечатление, прежде всего, потому, что, несмотря на отставание от мировых лидеров, Россия все увереннее занимает свое место на рынке высокопроизводительных вычислений, и этот процесс активно идет в самых разных отраслях экономики и регионах России.
