Поиск - новости науки и техники

Считать по-взрослому. Промышленность требует суперкомпьютерных технологий.

Когда накануне командировки я рассказывала знакомым, что в ноябре планирую уехать в Пермь, многие были удивлены – неужто нельзя было отправиться в местечко потеплее? Столица Западного Урала действительно встретила морозцем и даже снегом, которого москвичи еще толком не видели. Но жаловаться мне было не на что: всем участникам ХIV Международной конференции “Высокопроизводительные параллельные вычисления на кластерных системах” (HPC-2014), к числу которых я относилась, организаторы обеспечили самый теплый и дружественный прием…

У отечественного суперкомпьютерного сообщества осень уже традиционно ассоциируется с крупными профессиональными мероприятиями. Встреча в Пермском национальном исследовательском политехническом университете (ПНИПУ) стала “взрослой” частью Всероссийского форума “Суперкомпьютерные технологии в образовании, науке и промышленности”. В роли “детской” выступала предшествовавшая пермским событиям Mолодежная школа “Суперкомпьютерные технологии и высокопроизводительные вычисления в образовании, науке и промышленности”, прошедшая на базе Нижегородского государственного университета (ННГУ) им. Н.И.Лобачевского. Оба события состоялись под эгидой Суперкомпьютерного консорциума университетов России при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Среди спонсоров конференций – корпорации Intel, NVIDIA, РСК, ОАО “ТЕСИС”, ОАО “PLM-Урал”, ИВС, ООО “Ниагара компьютерс”.
Международная конференция “Высокопроизводительные параллельные вычисления на кластерных системах”, которая проводится ежегодно, начиная с 2001 года, и посвящена актуальной проблематике применения параллельных вычислительных систем как стратегического направления развития вычислительной техники, в этот раз собрала свыше 150 сотрудников вузов, представителей промышленности и ИТ-компаний, среди которых – академики и члены-корреспонденты РАН, 26 докторов и 42 кандидата наук из десятков организаций 38 городов России и 9 зарубежных государств. В рамках конференции были подробно рассмотрены вопросы организации высокопроизводительных вычислительных систем, научных исследований с использованием параллельных вычислений, проблемы основного и дополнительного образования разработчиков и пользователей суперЭВМ.
Участники представили 18 пленарных докладов, подготовленных ведущими специалистами в данной области из России и других стран. В ходе секционных заседаний были затронуты такие проблемы параллельных вычислений, как принципы построения кластерных систем и методы управления параллельными вычислениями; параллельные методы и программные системы решения сложных вычислительных задач; программные среды, средства и инструменты для разработки параллельных программ; технологии распределенных вычислений и GRID-технологии; научная визуализация и машинная графика для высокопроизводительных вычислений; проблемы подготовки специалистов в области параллельных вычислений; решение прикладных задач на кластерных системах.
На открытии конференции HPC-2014 ректор ПНИПУ Анатолий Ташкинов отметил, что кластер не простаивает и полностью загружен выполнением сложных инженерных задач. Подтверждением тому являются продолжительные успешные контакты Центра высокопроизводительных вычислительных систем (ЦВВС) ПНИПУ с крупнейшими предприятиями Пермского края, такими как ОАО “Авиа-двигатель”, ОАО “Машиностроитель”, ОАО НПО “Искра” и ОАО “Протон-ПМ”, с которым ПНИПУ работал в рамках Постановления №218 Правительства РФ над созданием высокотехнологичного оборудования для испытания газотурбинных установок. Для гостей была организована виртуальная экскурсия на высокопроизводительный вычислительный комплекс
ПНИПУ.
Особенностью данной конференции стало то, что на ней было представлено значительное число работ, посвященных междисциплинарным расчетам, газо- и гидродинамике, расчетам напряженно-деформированного состояния наукоемких образцов техники. Результаты большинства исследований могут стать методической основой при проектировании современных образцов авиационной и ракетно-космической техники, стартовых сооружений и других элементов инфраструктуры. Как рассказал “Поиску” проректор ПНИПУ по учебной работе Николай Шевелев, данная конференция проводится в Перми уже во второй раз:
– Предыдущая встреча в стенах университета состоялась в 2010 году. Для нашего вуза подобные мероприятия очень важны: и с точки зрения поддержания имиджа, как НИУ, и с точки зрения продвижения вперед в научных исследованиях. Ведь такие события помогают профессиональному сообществу наладить обмен опытом, без которого в науке не обойтись…
Если говорить о вкладе, который ПНИПУ вносит в жизнь суперкомпьютерных технологий в России, то здесь, в первую очередь, стоит отметить разработку СКТ-приложений для решения технических задач. Ведь в Пермском крае сосредоточено множество крупных машино- и авиастроительных предприятий, отлично развиты двигателестроение, ракетная техника и т.д. Поэтому вопросы, на которых мы сосредоточены, прежде всего, касаются нужд данных отраслей промышленности. Пускай, пока специалисты ЦВВС ПНИПУ еще не особо приблизились к изучению каких-то социальных проблем, например моделированию прогнозов погоды и т.д., но это лишь потому, что основные наши усилия сегодня направлены на прикладные работы в области машино- и авиастроения, газовой динамики, прочности, надежности материалов и конструкций, строительной механики. И здесь мы достигли достаточно серьезных результатов – находимся на уровне мировых стандартов.
Кстати, что касается дальнейшего развития отечественной суперкомпьютерной отрасли в условиях недавно введенных экономических санкций против России, а также непростого политического климата в мире, на мой взгляд, санкции эти, в большей степени, носят политический характер. Недавно я вернулся из США, где мы с коллегами были в Университете штата Небраска. Там с нами общались абсолютно нормально, и понятно, что сотрудничество с американскими коллегами в области изучения и развития СКТ мы будем продолжать…
Директор ЦВВС ПНИПУ Владимир Модорский рассказал, что, так как конференция “Высокопроизводительные параллельные вычисления на кластерных системах” проводится в Перми уже не в первый раз, особых трудностей на пути ее организаторов не встретилось:
– Нам была оказана очень сильная поддержка, в частности со стороны Министерства промышленности, инноваций и науки Пермского края, РФФИ, ИT-сообщества, а также промышленного сектора. Эти средства вкупе с горячим желанием коллектива ЦВВС ПНИПУ – мы старались организовать все как можно ярче, праздничнее, удобнее – привели к тому, что все участники нашей конференции остались довольны результатами встречи. Очень важно, что это была наша совместная “акция” с ННГУ им. Н.И.Лобачевского, и десятки слушателей нижегородской молодежной суперкомпьютерной школы, которую коллеги проводят у себя, по ее завершении приехали из Нижнего в Пермь, чтобы продолжить свое профессиональное развитие.
К ярким моментам прошедшей конференции можно отнести, например, все пленарные выступления, собравшие в одном зале очень любопытных спикеров. Среди них – заместитель директора НИВЦ МГУ им. М.В.Ломоносова член-корреспондент РАН Владимир Воеводин, директор Института программных систем им. А.К.Айламазяна РАН член-корреспондент РАН Сергей Абрамов и многие другие. Большим успехом пользовался мастер-класс на тему “Практическая реализация суперкомпьютерных технологий. Инжиниринг. Мониторинг”. Специалисты, посетившие его (причем не только начинающие, но и те, кто уже давно “в теме”), единогласно отметили, что прояснились многие вопросы, жаловались, что на этот мастер-класс было отведено мало времени…
Очень важно, что крупные промышленные компании проявили особый интерес к нашей конференции: помимо того, что они регулярно выступают спонсорами мероприятия, их представители привозят сюда свои передовые разработки и знакомят СКТ-сообщество с тем, что сейчас находится на пике технологий в мире. Кстати, все предприятия, представленные здесь, в основном, являются нашими заказчиками – в своем докладе я обозначил около 40 таких партнеров. И участие в этой встрече, например, молодого доктора технических наук, начальника отдела камер сгорания ОАО “Авиадвигатель” Алексея Сипатова, ведение им групповой секции, доказывает то внимание, с которым относится промышленность к отечественным СКТ-специалистам.
Что касается изменений, произошедших в характере нашей конференции с 2010 года, то, думаю, за это время в стране сложилось и окрепло сообщество единомышленников, занимающихся СКТ, практически все коллеги за эти годы существенно продвинулись в своих исследованиях. Сейчас, правда, представлено больше регионов, городов, участников тоже стало больше. Со времен прошлой конференции далеко вперед ушла и вычислительная техника: в ПНИПУ появился новый кластер – стойка IBM с 24 вычислительными узлами. Это 992-ядерный суперкомпьютер с пиковой производительностью 24 Тфлопс, имеющий 60 8-ядерных процессоров Intel Xeon и 128 4-ядерных процессоров AMD Operton 2350. Использование новой техники невозможно было бы представить без применения новейших пакетов инженерного анализа, позволяющих наиболее эффективно работать с многопроцессорным вычислительным комплексом. В ходе реализации Приоритетного национального проекта “Образование” и программы развития НИУ, ЦВВС ПНИПУ был оснащен лицензионным бессрочным академическим и коммерческим ПО для проведения вычислительных экспериментов, базирующихся на использовании нелинейных, многомерных и междисциплинарных постановок.
В ЦВВС ПНИПУ мы не гонимся за суперкомпьютерными рейтингами. Такая позиция выбрана нами сознательно: с одной стороны, потому что нет пока достаточных средств, чтобы занять верхние строки, например, в Top50 суперкомпьютеров СНГ. Довольно дорого закупать новое оборудование, да и поддержание его работы обходится недешево. С другой стороны, того, что есть сегодня, для решения наших задач вполне хватает. Ведь предприятия не сильно волнует, на каком ПО и с помощью какого количества ядер мы выполняем их заказы, им нужен лишь правильный результат, достигнутый в конкретный срок. Линейка программных продуктов, что установлена в ЦВВС ПНИПУ сегодня, подбиралась с учетом предпочтений наших пользователей, а это – около 100 научных коллективов, члены которых уже защитили десятки кандидатских диссертаций и несколько докторских с помощью исследований, выполненных на кластере ПНИПУ.
Уделяем мы большое внимание и подготовке высококвалифицированных кадров в области СКТ: на данный момент утверждено свыше 20 программ дополнительного профессионального образования (ДПО) объемом 72, 102 и свыше 500 часов. В рамках ДПО подготовлено более 450 специалистов, среди которых – инженеры, работающие как на крупнейших предприятиях нашего края, так и в других регионах России и зарубежных странах. Также важны для развития нашего центра и новые интересные задачи, которые постоянно ставят перед нами промышленные партнеры. Если бы меня попросили навскидку назвать три самых запоминающихся проекта, я бы вспомнил про наиболее сложные, те, что потребовали даже особых организационных мер (иногда приходилось подключать к кластеру дополнительные блоки). Сюда относится численное моделирование работы пятиступенчатых погружных насосов, выполненное нами для ОАО “Новомет-Пермь”, проектирование современных газотурбинных двигателей для ОАО “Авиадвигатель”, а также очень трудоемкие и кропотливые расчеты подводящих и отводящих шлейфов газоперекачивающих агрегатов для ОАО “Газпром”. Приоритетными в научном плане, как мне кажется, стали задачи междисциплинарные – там, где гидродинамика или газодинамика пересекается с деформируемыми конструкциями. Это перспективное направление исследований, на котором мы дальше хотим сконцентрироваться максимально, тут конкурентов у кластера ПНИПУ практически не будет…

В конце нашей беседы я попросила Владимира Модорского прокомментировать популярную сегодня тему импортозамещения в контексте дальнейшего развития отечественных СКТ:
– Могу, опираясь на мнение авторитетных специалистов, с уверенностью сказать, что практически весь спектр вопросов с точки зрения “железа” в России может быть решен самостоятельно. У нас имеются хорошие разработки, просто сейчас они, как мне кажется, разрозненны. Нужен мощный интегратор, чтобы запустить процесс. Что касается ПО – тут все то же самое: в стране собственные программные продукты создаются давно, и они во многом перекрывают функционалы существующих зарубежных аналогов по некоторым позициям, таким, например, как масштабируемость и т.д. Поэтому переход на отечественное ПО возможен. К слову, и осваивать его будет легче – уже русифицированное, с грамотной технической поддержкой, организованной в пределах России, а не через зарубежных специалистов. Ведь пока наша работа во многом идет, как с “черным ящиком”: по функционированию программных комплексов и самого вычислительного оборудования постоянно возникает множество вопросов, ответы на которые мы должны получать у производителей. Но нынешняя ситуация, я думаю, как-то подтолкнет развитие именно отечественных решений в сфере СКТ, и все наладится.

Анна ШАТАЛОВА
Фото предоставлено ЦВВС ПНИПУ

ПОЛНОСТЬЮ МАТЕРИАЛ СПЕЦВЫПУСКА ДОСТУПЕН В ФОРМАТЕ PDF

Нет комментариев