Поиск - новости науки и техники

На куски не режется. Задачи суперкомпьютерного образования не стоит делить на региональные и федеральные.

Суперкомпьютерные технологии официально признаны центральным направлением среди шести приоритетов развития Национального исследовательского Южно-Уральского государственного университета. Это отнюдь не дань моде, а результат давнего и планомерного развития ЮУрГУ в области высокопроизводительных вычислений. Курс на развитие суперкомпьютерных мощностей был взят университетом еще в 2002 году: тогда у Института математики и механики УрО РАН был закуплен первый 8-процессорный кластер. В 2004 году на средства вуза в рамках программы “Высокие компьютерные технологии науке и образованию” был приобретен более мощный – уже 36-процессорный суперкомпьютер, составивший на тот момент основную техническую базу суперкомпьютерного центра ЮУрГУ. В 2006 году университет сделал новые вложения в увеличение своих высокопроизводительных мощностей – суперкомпьютер “Infiniti”: 52 процессора, пиковая производительность – 333 миллиарда операций в секунду… Сегодня суммарная пиковая производительность нового супервычислителя университета “СКИФ-Аврора ЮУрГУ”, занявшего в июльской редакции мирового рейтинга Тop500 87-е место, составляет 117 TFlops.
Вхождение в первую сотню престижного суперкомпьютерного рейтинга, уверены в ЮУрГУ, ко многому обязывает: суперкомпьютерный центр ЮУрГУ, по факту, давно уже стал ключевым для всего региона. Он имеет стратегическое значение как для развития научно-учебного потенциала самого университета, так и для модернизации экономики Уральского федерального округа и России в целом. В ближайшей перспективе запланировано увеличение его мощностей до 1 Pflоps.
В 2010 году на базе ЮУрГУ в рамках реализации проекта Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России  “Создание системы подготовки высококвалифицированных кадров в области суперкомпьютерных технологий и специализированного программного обеспечения” был создан научно-образовательный центр суперкомпьютерных технологий (НОЦ “СКТ-Урал”). Менее чем за год он успел стать настоящим центром притяжения суперкомпьютерной активности региона, работая на достижение главной цели – ликвидации дефицита высококвалифицированных кадров в области СКТ и повышения потенциала оте­чественных суперкомпьютерных технологий как значимой составляющей инновационного развития страны.
Одновременно с основными задачами, которые выполняют центры, входящие в национальную систему НОЦ СКТ (http://hpc-education.ru), каждый из них имеет свой “круг ответственности”: его границы обусловлены особенностями экономического и социального развития федеральных округов, в которых созданы НОЦ СКТ. Подробнее о работе НОЦ “СКТ-Урал” рассказал декан факультета вычислительной математики и информатики, руководитель Лаборатории суперкомпьютерного моделирования ЮУрГУ Леонид СОКОЛИНСКИЙ:
– Проект “Суперкомпьютерное образование” представляет удивительное сочетание двух, казалось бы, весьма противоречивых факторов – общего и индивидуального. Их гармония достигается благодаря тому, что проект тщательно структурирован: области, важные для всех, и области, индивидуально значимые, дополняют друг друга. Общие области для всей системы НОЦ СКТ России – это прежде всего образовательные стандарты в широком смысле слова: и конкретные образовательные стандарты, как того требует Минобрнауки, и высокий образовательный стандарт в области СКТ в широком общечеловеческом, социальном понимании. В основе общей части проекта – Свод знаний и умений по суперкомпьютерным технологиям, разрабатываемый в рамках проекта. Это фундаментальный рамочный документ, некое мерило, по которому мы сможем достаточно объективно определить, как поставлен процесс подготовки в области СКТ в данном федеральном округе, вузе, на конкретном факультете. Очень важное свойство свода заключается в том, что в нем присутствует как общая часть, на которую могут ориентироваться непрофильные факультеты, не занятые подготовкой специалистов в области СКТ, так и продвинутый уровень – ориентир для профильных факультетов, ведущих подготовку активных пользователей СКТ.
Проект “Суперкомпьютерное образование” настолько многопланов, что весьма сложно четко “порезать” его на части и сказать однозначно: это общее дело, а вот это наше – региональное. Все плотно интегрировано. Если говорить о региональных особенностях работы каждого НОЦ СКТ, они обусловлены в первую очередь задачами развития, которые приоритетны для того или иного ФО. Для нас, например, особенно важны задачи, связанные с тяжелой промышленностью, черной металлургией. В этих областях Уральский ФО – лидер: здесь больше всего производится металла, проката, вряд ли кто в стране способен составить нам конкуренцию. Соответственно, если мы хотим, чтобы деятельность НОЦ “СКТ-Урал” была эффективной, то должны давать нашим студентам не общий набор знаний и умений в суперкомпьютерной области, а именно такие знания и умения, которые будут необходимы им для успешной работы там, где они живут. И естественно, если они живут в регионе, где развита черная и цветная металлургия, где стали выплавляется больше, чем где-либо в стране, необходимо, чтобы применять свои знания они умели в первую очередь именно для развития этих отраслей.
Но надо признаться, что выстраивать работу НОЦ “СКТ-Урал” в соответствии с нашей региональной спецификой сегодня довольно сложно: тяжелая промышленность тяжела на подъем. На большинстве предприятий уже понимают, что для производства конкурентоспособной продукции необходимо использовать СКТ – активная интеграция в международное индустриальное сообщество, взаимодействие с зарубежными партнерами сделали свое дело. Сегодня в Челябинске на крупных металлургических предприятиях директор или менеджер-иностранец – обычное дело. Недавно на Челябинском трубопрокатном заводе запущен цех так называемой “белой” черной металлургии: это действительно производство труб на качественно новом высокотехнологичном уровне…
Но понимать – одно, а выделять средства на внедрение СКТ в производственный процесс – совсем другое. Да и дело тут даже не в деньгах, промышленность готова платить, но специфика внедрения инноваций в реальное производство такова, что требуется быстрая отдача: месяца через три. А через полгода вложения должны уже окупиться, приносить прибыль. Ждать три года промышленные предприятия не готовы. Как в таком случае НОЦ СКТ вписываться в этот жесткий бизнес-план? Вот и получается: они хотят – мы можем, но механизмы, которые помогали бы эти встречные движения соединить и получить продуктивный результат, сегодня отсутствуют.
 С одной стороны, в рамках проекта “Суперкомпьютерное образование” в работе НОЦ “СКТ-Урал” мы должны учитывать специфику нашего региона и готовить специалистов, которые могли бы решать задачи, актуальные для тяжелой промышленности и черной металлургии Южного Урала, должны внедрять СКТ в образовательные программы инженерных специальностей. С другой стороны, важная часть проекта – организация взаимодействия с промышленными предприятиями. Форм такого взаимодействия немало: проведение спецвыставок, семинаров, курсов повышения квалификации для инженерного персонала и т.д. Но, думается, необходимо еще и движение со стороны Минобрнауки. Нужны стимулы. Вот пример: в Германии, где проблемы, поверьте, схожие с нашими, несколько лет назад была введена специальная программа, цель которой – соединить наукоемкие высокие технологии (в том числе суперкомпьютерные) с промышленностью. Государством на конкурсной основе начат отбор и финансирование небольших научных групп, занятых решением актуальных промышленных задач. В составе группы: представитель от предприятия, где будет внедряться разрабатываемая технология, представитель от университета, намеренного коммерциализировать свои научные разработки на этом предприятии, и еще несколько инженеров с завода и студентов-магистрантов. Деньги на реализацию проекта поступают не только университету, но и промышленному предприятию. Результат их работы – коммерциализированная разработка.
Отечественное Постановление №218 – по сути, движение в том же направлении, и деньги там большие… А эффективность? В Германии небольшие работоспособные коллективы берутся за выполнение конкретных небольших задач. Основной плюс немецкой программы – большое число таких коллективов. В общем, берут массой. Программа с успехом действует уже три года и пользуется большой популярностью. С ее результатами довелось познакомиться в Мюнхенском техническом университете – вузе, идеологически очень близком по структуре ЮУрГУ, потому их опыт взаимодействия с промышленностью был для нас так интересен. Госпрограмма оказалась для них столь успешной, что они создали отдельное подразделение, занятое организацией подобных небольших проектов с промышленностью, и даже выстроили для него отдельное здание.
Под силу ли НОЦ “СКТ-Урал” развивать аналогичную активность? Это одна из задач центра, и мы решаем ее, достаточно успешно взаимодействуя с предприятиями региона. У нас уже есть много реально внедренных проектов. Но государственная поддержка, аналогичная зарубежной, придала бы сильный импульс встречному движению промышленности и высоких технологий, разрабатываемых в университете.
Среди задач НОЦ “СКТ-Урал” – методическое обеспечение подготовки высококвалифицированных кадров в области СКТ и специализированного программного обеспечения; научно-организационное и информационное обеспечение формирования и выполнения проектов международного сотрудничества в области подготовки высококвалифицированных кадров в области СКТ и специализированного ПО; обеспечение взаимодействия с головными организациями отраслей УФО по вопросам подготовки высококвалифицированных кадров в области СКТ и специализированного ПО, научных исследований, коммерциализации технологий, организации производства товаров и услуг.
В ЮУрГУ суперкомпьютерные технологии являются связующим звеном для многих активностей. С 1 сентября в обязательном порядке в магистратуру всех инженерных направлений подготовки включены курсы по СКТ и суперкомпьютерному моделированию. С 3 октября НОЦ “СКТ-Урал” начнет проведение обучающего курса “Параллельные вычислительные технологии” для студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава вузов Уральского федерального округа и прилежащих областей. Курс будет проводиться в два этапа: очное обучение преподавателей университетов и дистанционное обучение студентов и аспирантов. Курс ориентирован на ППС и учащихся, желающих ознакомиться или повысить уровень своей квалификации в области суперкомпьютерных технологий. Преподавателям по итогам обучения будут выданы сертификаты гособразца. Вернувшись в родной вуз, вооруженные знаниями, методиками, конкретными программами и рекомендациями, они смогут на месте организовать группы спецподготовки в области СКТ. Лекционно-теоретические занятия для таких групп мы будем вести дистанционно: в ЮУрГУ есть мощный центр с современным оборудованием для проведения интернет-лекций. Лабораторные занятия будут очными – на местах, силами преподавателей, прошедших ФПК в НОЦ “СКТ-Урал”. Но при этом для всех групп всех вузов УФО будет обеспечен доступ к нашим мощностям: суперкомпьютеру “СКИФ-Аврора ЮУрГУ”, а при необходимости и к мощностям НОЦ “СКТ-Центр” – суперкомпьютеру “Ломоносов”. Так что практика постановки и расчетов задач пройдет на реальных машинах.
Очень порадовал высокий интерес к данным курсам – заявок на участие поступило больше, чем мы ожидали: из Уральского федерального университета, УрО РАН, технических вузов Екатеринбурга, Магнитогорска, Ижевска, Оренбурга, Тюмени, Омска. НОЦ “СКТ-Урал” готов поделиться опытом преподавания СКТ для инженерных специальностей, в частности учебными планами, которые мы сами реализуем уже с 1 сентября на всех инженерных факультетах магистратуры. Надеемся, в следующем учебном году большинство вузов УФО включат в свои планы курсы по СКТ. Главная особенность реализации проекта “Суперкомпьютерное образование” в нынешнем году – массовое вовлечение вузов России в проект.
Подробнее о деятельности НОЦ “СКТ-Урал” – на сайте http://hpcedu.susu.ru

ПОЛНОСТЬЮ МАТЕРИАЛ СПЕЦВЫПУСКА ПРЕДСТАВЛЕН В ФОРМАТЕ PDF.

Спецвыпуск подготовила Нина ШАТАЛОВА

Нет комментариев