В октябре в Российском федеральном ядерном центре - ВНИИЭФ (г. Саров Нижегородской области) с рабочим визитом побывал министр обороны Анатолий Сердюков
В ходе визита глава военного ведомства посетил научно-методический центр ВНИИЭФ, институт теоретической и математической физики, ознакомился с работами по основной тематике ядерного центра, встретился с руководителями ведущих направлений.
В завершение визита Анатолий Сердюков пообщался с представителями региональных СМИ. В ходе беседы министр обороны отметил: «Направления и разработки ядерного центра нас удовлетворяют и радуют. Ознакомившись с перспективными технологиями, мы уже представляем, как их применить. Совместными усилиями мы сможем решать задачи, которые ставит государство перед Вооружёнными Силами».
Директор ядерного центра Валентин Костюков подчеркнул: «В лице Министерства обороны мы видим требовательного заказчика, который осваивает новые принципы создания вооружений».
«Красная звезда» предложила Валентину Костюкову продолжить разговор о передовых технологиях на страницах центральной военной газеты:
- Валентин Ефимович, расскажите, пожалуйста, о технических характеристиках суперкомпьютера.
- В 2011 году специалистами ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» успешно решена крупная задача государственного масштаба - создана высокопроизводительная вычислительная система (ВВС) нового поколения с техническими характеристиками мирового уровня. На сегодняшний день созданная ВВС – самая мощная в России. Назначение суперЭВМ такого уровня - полномасштабное имитационное моделирование сложных технологических объектов с целью поиска совершенно новых, прорывных решений в самых разных отраслях промышленности.
В основу разработки положены новейшие научно-технические и архитектурные решения, что обеспечивает достижение высоких показателей по производительности, эффективности и надёжности при оптимальных затратах. Разработка выполнена за рекордно короткое время с опережением ранее запланированных сроков на 9 месяцев. 21 февраля 2011 года ВВС успешно прошла приёмочные испытания, по решению Государственной комиссии введена в эксплуатацию и в настоящий момент работает в круглосуточном, круглогодичном режиме.
Силами специалистов РФЯЦ-ВНИИЭФ создано и установлено на новом суперкомпьютере системное программное обеспечение, которое на 40 процентов является собственной разработкой, 50 процентов адаптировано силами специалистов РФЯЦ-ВНИИЭФ на основе открытых исходных кодов, 10 процентов составляет коммерческое программное обеспечение.
В 2010 году создана универсальная КС-ЭВМ АПК-1 производительностью 1.1 ТФлопс (1ТФлопс, ТераФлопс, равен 10**12 арифметических операций в секунду). В 2011 году проведены работы по оптимизации технических решений универсальной компактной суперЭВМ, в результате которых создан модернизированный вариант этой машины (АПК-1M) с улучшенными характеристиками по надёжности, энергопотреблению и габаритам.
В 2011 году разработана и сдана Государственной комиссии универсальная КС-ЭВМ с увеличенной производительностью 3 ТФлопс. Уже организовано серийное производство этой модификации суперЭВМ, а в планы 2012 года входит дальнейшее увеличение производительности универсальной КС-ЭВМ до 5 ТФлопс.
По своим характеристикам компактная суперЭВМ уникальна. Малогабаритность позволяет устанавливать её в рабочем помещении пользователя или в офисе. Для её функционирования не нужны дорогостоящие инженерные системы и специально обученный обслуживающий персонал. Помимо скромных размеров КС-ЭВМ имеет и другие привлекательные характеристики: она практически бесшумна и питается от обычной электрической розетки в 220 вольт.
Очень важно отметить, что компактные суперЭВМ разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» могут поставляться заказчику вместе с программным обеспечением для проведения суперкомпьютерного моделирования, которое также разработано специалистами нашего института.
На сегодняшний день 40 КС-ЭВМ внедрено на предприятия высокотехнологичных отраслей промышленности, в КБ, научные коллективы и образовательные центры для применения в повседневной практической деятельности.
- Разрабатывается ли программное обеспечение для него?
- На наш взгляд, данный вопрос ключевой. Именно от качества программного обеспечения, как системного, так и особенно прикладного, создаваемого и используемого на суперЭВМ, зависит эффективность применения суперЭВМ. Ведущие позиции РФЯЦ-ВНИИЭФ в области суперкомпьютерных технологий обусловлены именно тем, что по данному ключевому направлению наш ядерный центр - признанный лидер.
Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик суперЭВМ РФЯЦ-ВНИИЭФ разрабатывает отечественную программную платформу, основанную на развитии созданных в РФЯЦ-ВНИИЭФ компонент системного программного обеспечения (СПО) и свободно распространяемых программных продуктов с открытым кодом.
В РФЯЦ-ВНИИЭФ созданы методики и прикладные программные комплексы нового поколения для решения задач по основной тематике института на суперЭВМ различной производительности. Эти программы позволяют с высокой эффективностью проводить расчёты на числе процессоров от сотен до десятков тысяч и находят очень широкое применение в работах по ядерно-оружейному комплексу, что обусловлено сложностью и многообразием процессов, протекающих при работе ядерного оружия, и невозможностью отработки многих этапов работы ядерных зарядов экспериментальным путём. В современных условиях отсутствия ядерных испытаний имитационное моделирование на суперЭВМ рассматривается как безальтернативный инструмент технологии обоснования работы ядерного оружия.
В нашем институте с 2010 года в приоритетном режиме организованы работы по созданию отечественного прикладного программного обеспечения, которое должно выйти на конкурентоспособный уровень с передовыми зарубежными аналогами. Исходя из масштабности запланированных работ и сжатых сроков их реализации, организована широкая кооперация, куда входят крупнейшие предприятия и организации ГК «Росатом», промышленного комплекса, ведущие российские научно-исследовательские и академические институты, организации Минобрнауки, IT-компании.
В настоящее время созданы базовые версии четырёх отечественных пакетов программ для имитационного моделирования на суперЭВМ: ЛОГОС, ЛЭГАК-ДК, ДАНКО+ГЕПРАД, НИМФА. В основу этих пакетов заложены усовершенствованные физические модели, новые математические методы и подходы, ориентированные на полное и эффективное использование ресурсов современных высокопроизводительных вычислительных систем. Отечественные пакеты программ установлены и эффективно работают как на суперЭВМ рекордной производительности, так и на компактных суперЭВМ.
Важнейшая задача ближайшего будущего - импортозамещение зарубежных программ инженерного анализа, используемых в производственной практике промышленных предприятий, отечественными программами.
- Какие конкурентные преимущества отечественной суперЭВМ по сравнению с зарубежными аналогами?
- Создаваемые нами суперЭВМ обладают уникальными характеристиками, что позволяет им конкурировать с зарубежными аналогами на российском рынке. Так, наша универсальная компактная суперЭВМ терафлопного класса, кстати, уже широко используемая на целом ряде предприятий ведущих отраслей промышленности, по такому показателю, как цена/производительность, вообще не имеет аналогов ни в России, ни в мире.
- Каким образом это оборудование может быть использовано в интересах Министерства обороны? Заключены ли контракты в рамках Гособоронзаказа?
- На сегодняшний день более 70 процентов вычислительных ресурсов ВЦ РФЯЦ-ВНИИЭФ, куда включён новый суперкомпьютер рекордной производительности, используются для решения задач по основной тематике нашего ядерного центра в рамках Гособоронзаказа. Суперкомпьютерное моделирование применяется как для решения задач ядерно-оборонного комплекса, так и для разработки систем обычных вооружений.
Кроме выполнения работ по Гособоронзаказу мы взаимодействуем с Минобороны РФ по внедрению компонентов отечественных суперкомпьютерных технологий, создаваемых в нашем ядерном центре, в системы управления Вооружёнными Силами, оружием и ведения боевых действий. Решение этой стратегически важной задачи обеспечит новые качества управления войсками и боевыми действиями в современной высокотехнологичной войне, такие как:
* моделирование и обработка сверхбольших объёмов данных в масштабе реального времени;
* многовариантное полномасштабное моделирование сценариев боевых действий с нейтрализацией воздействия средств противника;
* создание системы контроля космического пространства в масштабе реального времени;
* создание многоуровневых комплексных сетецентрических систем управления Вооружёнными Силами.
Всё это немыслимо без применения новейших образцов вычислительных средств, включая использование современных мощных суперкомпьютеров.
Можно выделить следующие перспективные направления работ в интересах военного ведомства.
Применение расчётных технологий ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», основанных на программных комплексах имитационного моделирования собственной разработки, в работах Минобороны РФ, включая новейшие средства моделирования обстановки и протекания процессов в современных войнах, а также оснащение предприятий и организаций, входящих в ОПК РФ, современным инструментарием для повышения уровня разработки перспективных образцов военной техники и вооружений.
Предоставление вычислительных ресурсов ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» для решения задач Минобороны РФ на основе технологий высокопараллельных вычислений в удалённом защищённом режиме; обработки и хранения сверхбольших объёмов информации, включая использование защищённых каналов связи для предоставления удалённого доступа к ресурсам ВЦКП ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ с обеспечением защиты передаваемой информации.
Разработка и производство семейства высокопараллельных суперЭВМ различной производительности в интересах военного ведомства РФ, обеспечение надёжности функционирования вычислительной техники в круглосуточном режиме, сопровождение и модернизация с целью поддержания на передовом уровне семейства суперЭВМ на протяжении всего жизненного цикла при обеспечении функционирования ранее разработанного прикладного ПО на развивающейся аппаратно-программной базе.
По этому направлению мы уже имеем положительный опыт сотрудничества со структурами Минобороны РФ. А именно - опыт и квалификация сотрудников РФЯЦ-ВНИИЭФ в области суперкомпьютерных технологий позволили осуществить проект по созданию полноценного вычислительного центра для одного из предприятий военного ведомства РФ «под ключ», с отлаженным оборудованием и программным обеспечением.
- Есть ли заинтересованность в суперЭВМ со стороны иностранных заказчиков?
- На прошедшем в октябре у нас в Сарове XXIII международном семинаре «Супервычисления и математическое моделирование» были представлены наши разработки компактных суперЭВМ. Это вызвало значительный интерес участников семинара, в том числе иностранных специалистов из США, Франции, Китая. Задачу вывода этих разработок на зарубежный рынок мы для себя пока не ставили, приоритет для нас - оснащение вычислительными ресурсами отечественной науки и промышленности. Однако это, наверное, вопрос ближайшего будущего.
Зарубежные представители проявляют интерес к прикладному программному обеспечению, разрабатываемому в РФЯЦ-ВНИИЭФ. Так, в 2009 году состоялась поставка программы C-GLG расчёта гамма-нейтронного каротажа методом Монте-Карло в «ООО Технологическая Компания Шлюмберже» для применения в области решения задач геологоразведки и исследования свойств земных пластов.
На встрече в Сарове делегация из Института прикладной физики и вычислительной математики Китайской Народной Республики проявляла заинтересованность в приобретении прикладного программного обеспечения разработки РФЯЦ-ВНИИЭФ, например программы моделирования газовой динамики на нерегулярных сетках.
В ходе международных контактов обнаружена заинтересованность зарубежных специалистов в поставке аппаратно-программного комплекса (АПК) на основе специализированной компактной суперЭВМ, оснащенной программным комплексом MASTER, для моделирования задач магнитной гидродинамики. Прорабатывается вопрос о поставке АПК в университеты США (г. Альбукерк, г. Рино, г. Лас-Вегас и г. Лос- Анджелес) и в LANL (г. Лос-Аламос) (2012–2013 гг).
- Какова его стоимость на российском рынке?
- СуперЭВМ рекордной производительности - это уникальные разработки. Таких вычислительных систем пока немного, и их стоимость очень высока. Без государственной поддержки такие проекты вообще не реализуются. В ведущих промышленно развитых странах приняты государственные программы развития суперкомпьютерных вычислений. Исходя из сложности как самой разработки, так и обслуживания и эксплуатации, а также значительной стоимости «большие» суперЭВМ целесообразно концентрировать в выделенных суперкомпьютерных центрах, которые должны использоваться как центры коллективного пользования. Это мировая практика. В соответствии с решением Президента РФ определено, что в период до 2020 года в нашей стране будет развиваться два таких мощных суперкомпьютерных центра на базе ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» и МГУ им. М.В.Ломоносова, оснащённых вычислительными комплексами с подобными характеристиками.
Базовая стоимость одной универсальной компактной суперЭВМ производительностью в 1.1 Тфлопс, которая может заменить порядка 50 стандартных компьютеров, составляет около 1,5 млн.рублей.
Наша справка
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» - крупнейший в России научно-технический центр по проектированию, разработке и созданию базового ряда суперкомпьютеров различного класса. Это компактные суперЭВМ, суперЭВМ средней и рекордной производительности, построенные как на универсальных микропроцессорах архитектуры х-86 (универсальные вычислительные системы), так и с использованием графических ускорителей (GPU), так называемые гибридные вычислительные системы.
Анна Потехина
