Разделы

Интеграция Внедрения

У «Росатома» разыгрался суперкомпьютерный аппетит

Федеральный ядерный центр в Сарове, входящий в госкорпорацию «Росатом», в 2010 г. разработал персональные суперкомпьютеры, которые уже начал продавать сторонним промышленным предприятиям. В 2011 г. атомщики рассчитывают расширить ассортимент и значительно увеличить поставки таких систем.

В рамках президентской программы «Развитие суперкомпьютеров и ГРИД-технологий» в 2010 г. федеральный ядерный центр в Сарове (РФЯЦ-ВНИИЭФ), входящий в госкорпорацию «Росатом», разработал две модели персональных суперкомпьютеров – универсального и специального назначения, а также программные пакеты для математического моделирования.

Универсальный суперкомпьютер предназначен для широкого спектра инженерных расчетов и может устанавливаться непосредственно на рабочем месте сотрудника. Его пиковая производительность составляет 1 Тфлопс. Суперкомпьютер построен на базе двенадцатиядерных процессоров AMD и включает три четырехсокетные материнских платы. Таким образом, система содержит 144 процессорных ядра.

В универсальном суперкомпьютере используется смешанный тип охлаждения – тепло от процессоров отводится трубками с водой на радиатор, расположенный на задней стенке корпуса, и рассеивается с помощью вентиляторов. Работает система под управлением ОС Linux. Производительность персонального суперкомпьютера специального назначения в пике составляет 0,7 Тфлопс. В нем используется только воздушное охлаждение.

Сборку систем центр осуществляет в собственной лаборатории, рассказал CNews Сергей Егоршин, руководитель проекта по разработке персональных суперкомпьютеров РФЯЦ-ВНИИЭФ. По его словам, корпус спроектировал сам институт, а платы и процессоры для суперкомпьютеров он получает от сторонних поставщиков.

В 2010 г. Ядерный центр передал 15 универсальных персональных суперкомпьютеров 11 российским промышленным предприятиям – участникам президентской программы. Примерно половину стоимости этих систем предприятиям профинансировало государство, пояснили в РФЯЦ-ВНИИЭФ. Еще 6 экземпляров суперкомпьютеров институт собрал для коммерческих заказчиков. Стоимость одного суперкомпьютера составляет 1,6 млн руб. Модели специального назначения, по словам Егоршина, пока никому не поставлялись.


Чудо инженерной мысли РФЯЦ-ВНИИЭФ стоимостью 1,6 млн руб.

В 2011 г. РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует выпустить модификации «персоналок» мощностью 3 и 5 Тфлопс с использованием графических процессоров. По словам директора РФЯЦ-ВНИИЭФ Валентина Костюкова, в промышленности уже сформирован заказ на 52 универсальных персональных суперкомпьютера. Как пояснил Егоршин в разговоре с CNews, часть стоимости этих систем предприятиям-участникам программы также профинансирует государство.

Президентская программа «Развитие суперкомпьютеров и ГРИД-технологий» была утверждена в 2009 г. и рассчитана на 2010-2012 г.г. За ее реализацию отвечает госкорпорация «Росатом», РФЯЦ-ВНИИЭФ выполняет работы по контрактам с «Росатомом».

РФЯЦ-ВНИИЭФ был основан в 1946 г. для реализации советского атомного проекта и разработал первые отечественные атомные и водородные бомбы. Как и раньше, сейчас основная задача института заключается в обеспечении надежности и безопасности ядерного оружия. Центр занимается и гражданскими исследованиями и разработками – например, в области математического моделирования с помощью высокопроизводительных систем, фундаментальных и прикладных исследований в разных областях науки, исследований прочности и стойкости различных видов техники и т. д.

В 2010 г. на программу по развитию суперкомпьютеров было выделено 1,1 млрд руб., в 2011 г. финансирование будет увеличено до 1,47 млрд руб., сообщил Костюков, выступая с докладом об итогах деятельности центра.

Программа предполагает также предоставление российским предприятиям вычислительных мощностей в режиме удаленного доступа. Ранее сообщалось, что в 2011 г. РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует ввести в строй суперкомпьютер мощностью 1 Пфлопс, из которого порядка 300 Тфлопс выделить сторонним предприятиям. Как сообщил CNews источник, знакомый с деятельностью РФЯЦ-ВНИИЭФ, этот суперкомпьютер уже построен, и сотрудники обсчитывают на нем некоторые задачи, а его официальный анонс ожидается в марте.

В дальнейшем, по словам того же источника, планируется создание суперкомпьютера на 10-15 Пфлопс ориентировочно к 2014-2015. В этом году, по данным собеседника CNews, планируется представить в правительство обоснование проекта, чтобы с 2012 г. получать необходимое финансирование. Оценка объемов финансирования не сообщается.

Напомним, что на текущий момент самой мощной вычислительной системой из анонсированных в России является суперкомпьютер «Ломоносов», установленный в 2009 г. в МГУ. Его пиковая производительность, по словам директора НИВЦ МГУ Александра Тихонравова, сейчас, после модернизации, составляет 500 Тфлопс. В 2011 г. мощность «Ломоносова» планируется увеличить до 1,3 Пфлопс.

MES по-русски: чем заменить зарубежные системы управления производственными процессами
Цифровизация

Стоит отметить, что по среднему уровню использования суперкомпьютеров в промышленности Россия существенно отстает от западных стран - основным потребителем вычислительных мощностей остается наука. Так, из текущего списка Топ-50 мощнейших вычислительных установок России и СНГ (куда не вошли системы мощностью менее 2 Тфлопс), всего 12% систем используются в промышленности. По данным списка Топ-500 мощнейших суперкомпьютеров мира аналогичный общемировой показатель составляет 56,4%.

Дополнение:

После публикации материала с редакцией CNews связался Алексей Волгин, главный специалист департамента развития научно-производственной базы ядерного оружейного комплекса госкорпорации "Росатом", и сообщил некоторые подробности о разрабатываемых суперкомпьютерах.

Так, по его словам, пиковая производительность разработанной универсальной (т.е. на платформе x86-64) компактной супер-ЭВМ (КС-ЭВМ 1, "персональный суперкомпьютер") составляет 1,1 Тфлопс на арифметических операциях двойной точности. Энергопотребление от 0,7 до 2,2 кВт в зависимости от загрузки вычислительного поля. Цена от 1,45 млн руб. в зависимости от аппаратной и программной комплектации. Зарубежные аналоги типа Cray XT дороже в 2-4 раза, утверждает он.

Чем заменить иностранные ECM
Импортонезависимость

Пиковая производительность разработанной специализированной компактной супер-ЭВМ на базе арифметических ускорителей, по словам Волгина, составляет 3,5 Тфлопс на арифметических операциях двойной точности. Энергопотребление до 1,5 кВт. Цена от 400 тыс. руб. в зависимости от аппаратной и программной комплектации. "Здесь также, как и в универсальных КС-ЭВМ 1, используется уникальная воздушно-водяная система охлаждения, позволяющая достаточно бесшумно (45-50 дБ на расстоянии 1 м - уровень шумности ПК) работать в обычных условиях офиса", - говорит он.

Разработка в 0,7 Тфлопс с чисто воздушным охлаждением имела место быть в качестве опытного образца 2009 г, добавляет представитель "Росатома".

Дополнительно к корпусу, плотной компоновке узлов и системе охлаждения КС-ЭВМ 1 в РФЯЦ-ВНИИЭФ, по данным Алексея Волгина, разработаны специализированное системное ПО, обеспечивающее, например, эффективный буфферизуемый обмен сообщениями между тремя платами с безкоммутаторным двухпортовым соединением InfiniBand (стандартные реализации MPI здесь просто не работают), полноценный "front-end" с графическим интерфейсом для многопользовательского режима работы в локальной сети предприятия, включающий подсистемы автоматизированного управления очередями заданий, автоматического сбора статистики (по эффективности распараллеливания и загрузки вычислительных ресурсов исполняемыми заданиями), трассировки, параллельной отладки, масштабируемого ввода-вывода данных, табличной и 3D-визуализации и т.д.

"Самое главное - импортозамещающее отечественное прикладное ПО (результат конверсии оборонных наработок в гражданский сектор), позволяющее эффективно (50-70% от пиковой производительности) использовать вычислительные ресурсы супер-ЭВМ с распределенной памятью при решении наукоемких промышленных задач", - считает он.

Передача КС-ЭВМ 1 "предприятиям – участникам президентской программы", по словам Волгина, осуществляется на паритетной основе (с учетом внебюджетного софинансирования функциональными заказчиками) исключительно для отработки (адаптации, верификации и валидации) разрабатываемого в рамках программы прикладного ПО с целью проектирования и отработки перспективной инновационной техники (в первую очередь двойного назначения) высокотехнологичных отраслей промышленности (авиастроение, автомобилестроение, атомная энергетика и ракетно-космическая отрасль).

В 2011 г., утверждает Алексей Волгин, РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует выпустить модификацию КС-ЭВМ производительностью 3 Тфлопс (уже выпущен технический проект) и разработать тех. предложение на КС-ЭВМ 5 Тфлопс исключительно на универсальной x86-64 платформе. Количество вычилистельных узлов (мат. плат) будет больше трех, поэтому безкоммутаторное соединение уже будет невозможным и предполагается использование специализированной системы межпроцессорных обменов (СМПО) собственной разработки и производства на базе ПЛИС (FPGA) с пропускной способностью канала 20-40 Гбит/с. В 2010 г. произведены опытные образцы СМПО с пропускной способностью канала 10 Гбит/с.

"Из обозначенного заказа 52 комплектов КС-ЭВМ в рамках программы предполагается поставка 4 КС-ЭВМ, остальное исключительно на коммерческой основе, - добавляет он. - Реальная потребность каждого из предприятий высокотехнологичных отраслей промышленности в вычислительных мощностях супер-ЭВМ в 2011 г. оценивается на уровне 40-100 Тфлопс".

Наталья Лаврентьева