Слабое место развития grid-технологий - разработка отечественного ПО
В президиуме РАН прошел "круглый стол", посвященный проблемам и перспективам развития в России grid-технологий. Это одно из наиболее перспективных технологических направлений в мире пока не получает широкого распространения в России, что негативно сказывается на развитии научного и инновационного секторов. О том, почему так происходит, и о других проблемах развития grid-технологий "РБГ" беседует с членом-корреспондентом РАН Владимиром Арлазаровым.
- Владимир Львович, что такое grid-технологии и почему их развитие имеет важное значение для нашей страны?
- Если обратиться к классическому определению, то это система, объединяющая максимально большое число компьютеров в единый вычислительный комплекс невиданной мощности, что позволит распределять и перераспределять ресурсы между пользователями в соответствии с их запросами.
- Что это означает на практике?
- К примеру, вы ведете крупный научный или технологический проект, который требует сложных и непомерных по масштабу математических расчетов. Его решение на обычных компьютерах может занять десятки или, может быть, сотни лет. Если использовать даже самый мощный в России суперкомпьютер, то время обработки информации сократится, к примеру, лишь до полугода или нескольких месяцев. И может вполне статься, что через такое продолжительное время полученные данные уже не будут актуальными. Grid-технологии позволяют использовать ресурсы всех доступных в данный момент и объединенных в сеть компьютеров и суперкомпьютеров за счет использования механизма оптимального распределения свободных вычислительных ресурсов. На сегодняшний день это способ, который не требует больших финансовых затрат и позволяет решать задачи, решение которых традиционными способами может быть просто невозможно.
- Какие же задачи можно решать при помощи grid?
- Сегодня человечество сталкивается с целым рядом вызовов, решить которые успешно до сих пор не удается. Прогнозирование землетрясений, цунами, аномальных температурных процессов и других природных катаклизмов. Анализ масштабов их возможного распространения. Моделирование важнейших био- и медицинских процессов для создания новых лекарств от рака, болезни Паркинсона и других заболеваний века. Оптимальное распределение ресурсов жизнеобеспечения, электроэнергии и других ресурсов и др. И помочь в этом сегодня пока могут только grid-технологии. В странах Евросоюза, например, каждая женщина дважды в год проходит обследование в плане профилактики рака молочной железы. Представляете, какого объема собирается информация, необходимая для обработки?
С помощью grid можно решать широкий комплекс важнейших государственных задач, в том числе и по обеспечению безопасности страны, создавать новые инновационные технологии, развивать новые научные направления.
- Каковы сегодня основные проблемы развития grid-технологий?
- У нас фактически нет отечественных компьютерных программ, с помощью которых системы grid и осуществляют свои расчеты. В итоге мы имеем мощные вычислительные центры с хорошими каналами передачи данных, которые фактически стоят без работы или заняты решением непрофильных задач.
Также следует выделить проблемы нормативно-правового характера. Каждый суперкомпьютер или вычислительный центр имеет независимого юридического владельца. Организация купила его за счет собственного бюджета для выполнения своих задач. С какой стати им предоставлять свой компьютер какой-то чужой структуре для расчетов, к которым они не имеют никакого отношения и которые им лично не нужны? Не исключено, что нам потребуется принятие каких-либо законодательных актов, которые бы обязывали государственные и коммерческие организации предоставлять свои компьютерные ресурсы для включения в grid.
- Насколько эффективно использование grid-технологий?
- Как показывает мировая практика, отдача от инвестиций в grid-технологии одна из наиболее высоких (в соответствии с мировым опытом), на 30-40% выше инвестирования во многие другие виды технологий. Использование средств распределенных вычислений позволяет организациям экономить до 60% своего бюджета. Так, например, известно, что компания Google в качестве бесплатных вычислительных ресурсов использует компьютеры своих пользователей, не задействованные в ночное время.
Внедрение grid-технологий в российскую экономику позволило бы до 70-80% сократить сроки и ресурсы, затрачиваемые на технологические разработки. Россия уже сегодня за счет использования grid могла бы экономить до 3-4 трлн руб. ежегодно.
- Насколько широко и активно используются сегодня grid-технологии за рубежом?
- Если рассматривать страны Европейского союза и США, то именно grid-системы являются важной платформой для многих стратегических проектов. Системы grid активно используют как государственные организации, так и крупные частные корпорации. Безусловный мировой лидер в сфере grid-сетей - США. На сегодняшний день в Америке функционирует четыре государственных grid-сети: компьютерная сеть национального фонда научных исследований NSF Comp. Grid, сеть НАСА (NASA Information Power Grid), глобальная информационная сеть Пентагона DOD GI Grid и сеть министерства энергетики DOE ASCI Grid.
Значительное внимание grid-сетям уделяется в Европе. В 2005 году Евросоюзом была принята специальная программа с общим бюджетов 13 млрд евро, в которой эти технологии играют ключевую роль в повышении конкурентоспособности экономики.
C 2000 года grid-технологиями заинтересовались и в Китае. При этом долгое время реализация проекта ChinaGrid была абсолютно засекречена. Данные были открыты только в 2006 году, когда китайские власти заявили о завершении работы над Китайским образовательным grid-проектом China Educational Grid Project.
Крупнейшие международные компании также активно используют grid-технологии в своем бизнесе, включая таких ведущих участников рынка, как Google, Amazon и IBM. В Европе с помощью grid решаются вопросы разведки и разработки нефтяных месторождений, осуществляется анализ фондового рынка. Созданы специальные grid-центры, обеспечивающие решение серьезных вычислительных задач и определяющих основные тенденции развития grid-технологий. Например, научный центр Рюбена Флита, участвующий в крупнейшем проекте IBM World Community Grid, предоставляет свои вычислительные ресурсы для выполнения масштабных исследований.
- Что необходимо сделать, чтобы grid-технологии использовались в России более активно?
- В отделении нанотехнологий и информационных технологий РАН уже много лет реализуется специальная программа в области grid с участием ведущих институтов. За это время получены интереснейшие научные результаты. Но какой-либо практический эффект от этой работы пока не достигнут. Необходима единая концепция развития grid-технологий в России, которая должна быть реализована при непосредственном участии государства. Это должно включать в себя экономические меры стимулирования процесса разработки отечественных решений в сфере grid-технологий, а также принятие необходимых нормативно-правовых актов регулирования работы grid-инфраструктуры. Пользователи персональных компьютеров должны быть заинтересованы в добровольном предоставлении своих вычислительных ресурсов под решения других задач. По мнению экспертов, это направление могло бы стать для нашей страны гораздо более мощным конкурентным преимуществом, нежели пресловутые нанотехнологии.
- Каковы перспективы развития grid?
- Grid-технологии призваны сделать информацию оперативно доступной. Рядовые пользователи должны чувствовать, что вся информация, за которой они обратились по интернет-запросам, находится под рукой. Фактически это новый уровень развития Интернета, который откроет пользователю доступ к мощным вычислительным ресурсам, предоставит возможность использования огромной базы данных, объединяющей в себе масштабный объем информации, в свободном режиме блуждающей по Интернету.
Так видится дальнейший путь развития Интернета: от World Wide WEB к World Wide Grid.
Наталья Барановская