По завданню і віддача
Скіф Cyberia не любить неробства
Г.М. - Дочка одного із засновників Імператорського Томського університету великого вченого Д. І. Менделєєва Любов була одружена з Олександром Блоком. Так що навряд чи це випадковий збіг.
Урочисте відкриття кластера відбулося напередодні Нового року, а ось в штатний режим роботи він увійшов тільки кілька місяців тому. Пусковий період, налагодження систем завжди вимагають більшого часу, ніж прописано в документації. Крім того, було необхідно дещо модифікувати характеристики міцності приміщення, систему енергопостачання. Для установки і налагодження роботи нового обчислювального кластера - 12 тонн обладнання зайняли 70 квадратних метрів - часто доводилося шукати дуже сміливі технічні рішення. Дуже символічно, що СКІФ Cyberia отримав прописку в приміщенні, де раніше стояв його попередник - суперкомп'ютер "Ельбрус", колись наша найпотужніша обчислювальна машина. Хочу особливо підкреслити, що будь-які технічні проблеми: з обладнанням приміщення, монтажем, налагодженням системи - завжди можна вирішити. Головне, щоб там, де встановлюється потужна обчислювальна техніка, існував такий важливий доробок, як наукові школи.
Сьогодні для вузів придбання суперкомп'ютера - справа цілком реальна. В рамках реалізації інноваційних програм деякі університети вже почали рух в цьому напрямку. Виходячи з власного досвіду, можу сказати: перш ніж витратити чималі гроші, варто відповісти як мінімум на два головних питання. Перший: чи є у вас відповідна наукова школа, люди, які зможуть ефективно використовувати супертехніку, коректно формулюючи і вирішуючи завдання? І другий: а чи є у вас завдання відповідного рівня?
В.Д. - Згоден, наявність завдань, для вирішення яких потрібні великі обчислювальні потужності, - ще одна важлива складова попередньої підготовки до придбання супертехніки.
Що вважати будемо? Відповідь на це питання у нас був готовий ще до початку експлуатації СКІФ Cyberia. Багато проектів, участь в яких сьогодні приймають фахівці університету, пов'язані з проведенням високопродуктивних обчислень. Частина їх ведеться у співпраці з інститутами СО РАН: моделювання процесів впливу потоків частинок, плазми, електромагнітного випромінювання на поверхню (ІСЕ СО РАН), фізична мезомеханіка структурно-неоднорідних середовищ (ІФПМ СО РАН), моделювання та прогноз погоди і кліматичних змін, рішення задач довкілля, організація роботи з розподіленими ресурсами в галузі фізики атмосфери (ІЗА СО РАН, ІМКЕС СО РАН). Є проекти, що виконуються спільно з підприємствами космічного комплексу (НВО ПМ ім. Академіка М. Ф. Решетньова, НВЦ "Алтай"), нафтогазового комплексу (моніторинг процесів розробки нафтогазових родовищ і дослідження способів інтенсифікації нафтовіддачі, оптимізація транспорту нафти і газу), гео- логоразведкі (моніторинг геологічного середовища та водних об'єктів на території Томської області за допомогою методів моделювання), а також з банками та наукомісткими компаніями Сибірського федерального округу і Томській техніко-впроваджувальної зо и. Зараз на кластері запущено більше 40 завдань.
Найближчим часом число проектів, для виконання яких потрібні високопродуктивні розрахунки і міць сучасного суперкомп'ютера, має збільшитися. Зокрема, мова йде про розвиток співпраці з фахівцями зі створення космічних апаратів.
До речі, для ефективних розрахунків крім сучасної супертехніки потрібно і відповідне програмне забезпечення. Так, наприклад, ми придбали пакет обчислювальної гідродинаміки FLUENT, багатоцільовий кінцево-елементний пакет ANSYS, програмний комплекс LS-DYNA.
Г.М. - Створення нових ліків, моніторинг кліматичних змін, інженерні розрахунки, оптимізація транспортних потоків, прогнозування в фінансових і економічних областях - всюди використання суперкомп'ютера підвищує точність і ефективність робіт. Але у інноваційного вузу є й інші не менш важливі завдання, які сьогодні неможливо вирішувати без використання суперкомп'ютера.
По-перше, СКІФ Cyberia - потужний інструмент для підвищення рівня математичної освіти в цілому і стимулювання інтересу до паралельних обчислень зокрема. Одна з тенденцій розвитку сучасної освіти пов'язана з посиленням математики в самих різних сферах діяльності. У нашому університеті вже розроблені спецкурси, мета яких - допомогти студентам навчитися ефективно використовувати сучасні обчислювальні потужності.
По-друге, більшість завдань, наприклад, в області гео-логії або хімії, сьогодні в університеті вирішуються за допомогою традиційних методів. Але час суперкомп'ютерів вимагає вміння формулювати завдання на новому сучасному рівні, який дозволить використовувати для їх вирішення великі обчислювальні потужності. Це тягне за собою і зміну методології наукових досліджень. Справа непроста, вимагає зміни мислення. Ми обговорювали цю проблему на раді інноваційної програми. Вирішено провести якусь ревізію наявних завдань, її результатом має стати цілком конкретний список наукових напрямків і проектів, для реалізації яких буде потрібно використання СКІФ Cyberia.
Подібну інвентаризацію завдань ми вже проводили в рамках реалізації програми "Інтеграція", коли університет отримав фінансування на розвиток високопродуктивних обчислень. Крім університетських потреб були враховані і потреби інститутів СО РАН. Як і тоді, сьогодні швидше за все використовувати нові обчислювальні інструменти починає молодь, і не тільки математики.
Переформулювати свою задачу на мову суперкомп'ютера вченим, звичайно, повинні допомагати математики. Адже одна з головних переваг класичного університету - можливість проведення міждисциплінарних досліджень і співробітництво вчених різних галузей наук. Це важливий елемент стратегії вузу. До речі, саме тому ми почали вести семінар, на який можуть прийти всі бажаючі, готові переводити свої завдання на нову мову. Провели ми і спеціальну нараду з скіфами з керівниками наукових шкіл Томська, щоб вони могли більше дізнатися про нього, його можливості та перспективи співпраці з ТГУ.
Існують різні пропозиції щодо конфігурації суперкомп'ютера, засновані на різних технологічних і платформних рішеннях. Нашому вибору передували гарячі обговорення на семінарах фахівців. В результаті з'явилася конкурсна документація, де були викладені всі вимоги до конфігурації кластера. Переможцем конкурсу стала компанія "Т-Платформи".
СКІФ Cyberia - це 1 128 процесорів, 12 Тфлопс пікової продуктивності, 22,5 Тбайта обсягу дискової пам'яті. Слід зазначити, що реальна продуктивність кластера на один процесор склала 7,99 - один з найвищих показників серед суперкомп'ютерів світу, яка досягнута за рахунок ефективних конструкторських рішень компанії "Т-Платформи".
Вибрати версію суперкомп'ютера, яка матиме перспективу розвитку, складно. Але, гадаю, нам це вдалося зробити.
Г.М. - Крім "нарощування заліза" думаємо і про розвиток нових напрямків використання потужностей СКІФ Cybe-ria. У нинішньому році стартував проект об'єднання ресурсів СКІФ - СКІФ-ГРІД. Ми в складі його виконавців. Крім того, на церемонії відкриття СКІФ Cyberia під час телемосту з СО РАН нами з Н.Добрецовим була висловлена ідея створення загальної "суперсистеми" Сибірського федерального округу на основі ресурсів ТГУ, інших вузів регіону, академічних інститутів. Об'єднання суперкомп'ютерних потужностей в даному випадку - вихід на якісно новий рівень завдань.
Наявність в ТГУ одночасно телепорту і суперкомп'ютера відкриває можливість підключення до роботи на СКІФ Cyberia величезного числа користувачів. Це вже само по собі значно збільшить потужність суперкомп'ютера: якісний доступ до ресурсів суперкомп'ютера піде всім тільки на користь.
Нещодавно ми побували в Алма-Аті, де в ході візиту було підписано договір з Казахським національним університетом ім. Аль-Фарабі, який стане відправною точкою у зміцненні науково-освітніх зв'язків між двома вузами. В першу чергу мова йде про організацію доступу казахських вчених до потужностей суперкомп'ютера ТГУ. Так що на сьогодні проблем із завантаженням СКІФ Cyberia у нас немає. Будемо намагатися, щоб і завтра в цьому плані ситуація залишалася стабільною. Скіф Cyberia не любить байдикувати.