Считать умеет
Здешний суперкомпьютер презентовали в 2016 году. На самом деле в Политехе не суперкомпьютер. В смысле - не один. Четыре системы с разной архитектурой, объединенные в суперкомпьютерный центр «Политехнический». В России он третий по производительности среди так называемых открытых систем - после суперкомпьютеров «Ломоносов-1» и «Ломоносов-2» в МГУ. Темы для расчетов - от поведения вируса гриппа до образования звезд в галактике «Водоворот», что в 23 млн световых лет от нас.
ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА
Разницу между компьютером и суперкомпьютером в Политехе объясняют без гипербол: «Суперкомпьютер обрабатывает большое количество данных с помощью большого количества вычислителей». Демонстрируют его тоже без помпы: с виду - просто высокие шкафы со множеством проводов и светящихся лампочек. На самом деле суперкомпьютер «Политехнический» - это как если бы в помещение размером меньше школьного спортзала втиснули 10 тысяч обычных компьютеров и заставили их решать одну задачу.
Производительность СКЦ «Политехнический» - 1,2 Петафлопс. Это больше квадрильона (или миллиона миллиардов) операций в секунду. Следующая веха - Эксафлопс (квинтиллион, или миллион триллионов операций), до нее пока ни один суперкомпьютер не дорос, хотя Китай говорит, что «вот-вот». В Китае и сейчас самый мощный суперкомпьютер в мире - Sunway TaihuLight с производительностью 93 Петафлопса.
- Наш - на 226-м месте в мире, - говорит начальник управления суперкомпьютерного центра Алексей Лукашин. - Но нельзя сказать, это плохо или хорошо. Важнее, какие задачи он решает и какие ученые на нем работают.
Например, одну задачу довелось решать и суперкомпьютеру «Политехнический», и американскому Mira (он на 5 - 6-м месте в мировом рейтинге), так у политеховского удельная производительность на одно ядро и на один вычислительный узел оказалась выше, чем у американского «коллеги»: в 5,3 и в 9,3 раза, соответственно.
Суперкомпьютерный центр находится в научно-исследовательском корпусе университета. Создан на средства федеральной целевой программы с длинным названием «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 гг.» и федеральной адресной инвестиционной программы. В 2010 году родилась идея, 2013-й ушел на разработку, реализация началась в 2014-м, в конце 2015 года - ввели в эксплуатацию. 97% используемых вычислительных систем - «сделано в России»: «РРС-Балтика» и ИТЭК (Петербург) и iCore (Москва).
Расчеты на суперкомпьютере заказывают десятки научных коллективов самого университета и внешние организации. Петербургский институт ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН, Московский физтех, Институт биоорганической химии РАН...
Компания «Геоскан» затеяла амбициозный проект: построить трехмерную модель России со всеми ее мегаполисами и деревеньками. Президент Путин одобрил. Компания делает с беспилотников снимки, суперкомпьютер обрабатывает - в будущем вы сможете «пролететь» над всей страной, сидя за собственным ПК.
- У «Гугла» похожий проект, но он снимает территории со спутников. У «Геоскана» - собственные технологии для съемки с беспилотников, - поясняет Алексей Лукашин.
Еще один пример задач - из авиации. Моделирование того, как ударная волна взаимодействует с турбулентным пограничным слоем в трансзвуковом потоке. Такое явление возможно при крейсерском полете: если гражданский самолет с этим явлением сталкивается, возникают нестационарные нагрузки на крыло и угроза безопасности полета. И надо просчитать, при каких значениях полет этой угрозой чреват.
Или задача из области медицины. Вирус гриппа А может воспроизводиться при низкой температуре плюс 26 оС (низкой - по сравнению с температурой тела человека), а при нормальной человеческой - нет. Значит, и не заражает. Просчитаем, почему у вируса ломается механизм воспроизводства - упростим создание живых вакцин против постоянно мутирующих гриппозных вирусов.
Ученые из Сибирского отделения РАН заказали суперкомпьютеру моделирование астрофизических процессов. Скажем, для любой галактики столкновение с другой галактикой - дело заурядное, но жизни нашей собственной галактики не хватит, чтобы эту красоту наблюдать. А смоделировать на суперкомпьютере - пожалуйста.
Алексей Лукашин переходит к земным материям:
- Обычный человек, конечно, с суперкомпьютером не сталкивается, но моделирование на нем сокращает расходы на организацию производства, разработку новых приборов, устройств.
Например, сейчас СКЦ «Политехнический» моделирует для «Электроприбора» квантовый датчик вращения. Его можно устанавливать на подлодках: работает не на механических, а на квантовых эффектах, так что не подвержен тряске. Ясно: чтобы сделать этот датчик, нужно накачать в емкость инертные газы в определенном соотношении. Неясно, в каком соотношении. Американцы соотношение нашли, но так они нам и раскрыли, держим карман шире. Искать соотношение в натурных экспериментах - дорого и долго, а на суперкомпьютере можно промоделировать тысячи вариантов.
- «На натуре», обычными замерами на стенде, это сделать принципиально невозможно, - комментирует Лукашин. - Можно сказать, что такого рода задача решаема с помощью суперкомпьютера - и принципиально не решаема без него.
Не всех клиентов в СКЦ назовут - предпочитают ограничиваться отраслями: машиностроение, биотехнологии, радиоэлектроника, энергетика, авиастроение. И цены за выполнение работ не называют. Не то чтобы из секретности: во-первых, все зависит от объема расчетов, во-вторых, суперкомпьютер - точно не та вещь, на которой обогащаются.
Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в наших группах ВКонтакте и Facebook
Комментарии