Доклад на тему Суперкомпьютеры. Где используются суперкомпьютеры
Где и как используются суперкомпьютеры
Существуют различные типы вычислительных машин, используемых в различных ролях. Эволюция компьютеров показывает, как комплексная и огромная машина стала машиной для масс, необходимой частью каждого дома и офиса. Супер компьютер в сознании людей это очень умная машина, которая может произвести в большом количестве данные и информацию в считанные минуты.
Суперкомпьютеры способны выполнять операции за считанные секунды, которые другие компьютеры, выполняли бы несколько дней или даже недель. Они также обслуживаются и нуждаются в особом к ним отношении, наряду с чрезвычайно прохладным помещением в котором они находятся. Они потребляют много энергии и имеют очень высокую скорость обработки, в связи с их большим количеством микропроцессоров. Суперкомпьютеры используются в ситуациях, когда большой объем данных должен быть обработан в небольшом промежутке времени и моделированием операций, выполняемых одновременно.
Биология
Суперкомпьютеры можно использовать для моделирования работы нервной системы и мозга организма. В 2006 году в Политехнической школе Лозанны Швейцарии использовали суперкомпьютер для визуализации части мозга крысы, чтобы понять, как нейроны передают сообщения в этом типе организма. Тем не менее, компьютер был только способен демонстрировать небольшую область мозга. Тем не менее, это было прорывом.
В 2009 году совместное предприятие по IBM и Стэнфордского университета смоделировали кору головного мозга кошки с помощью суперкомпьютера Blue Gene/IP. Они смоделировали 1% от функционирования человеческого мозга в том же году. В течение следующих 10 лет, полный рендеринг и моделирование работы человеческого мозга, будет показано с помощью суперкомпьютера. Для чего моделировать мозг? Чтобы понять, как работает эта часть тела, как передаются сообщения, как хранятся воспоминания и т.д. Психологи смогут понять, почему возникают некоторые психические состояния, и какая часть мозга на это влияет. Мозг человека является наиболее широко используемой частью тела, но о нем очень мало что известно, и преодоление этого разрыва, является одним из ключевых работ суперкомпьютеров.
Пространство
Последний рубеж и, возможно, последний оставшийся регион, который остается полу-неисследованным человеком.
Суперкомпьютеры используются для:
Моделирования пути и поведения различных небесных объектов и тел в пространстве.
Поведения солнца, его функционирование и влияние на Землю.
Суперкомпьютеры могут имитировать взрывы, которые происходят в глубоком космосе и находятся вне досягаемости мониторинга.
Моделирование того как была создана вселенная, путем воссоздания события «большого взрыва», а также звезд, темной материи и образования других космических тел.
Климат
"Непредсказуемый, как погода", является общей фразой, но что делать, чтобы предсказывать погоду? Или, по крайней мере, определить предупреждающие знаки и преждевременные показатели? Суперкомпьютеры еще раз придут на помощь путем моделирования климатических условий, при обработке данных и графиков статистики. Прогнозировать изменения и колебания в погодных условиях можно через суперкомпьютеры. Миграция облаков, анализ погоды предыдущего сезона по сравнению с текущей ситуацией, оценивание интенсивности и охвата солнечного света на Земле, анализ влияния загрязняющих веществ на атмосферу и погоду, прогнозирования океанических течений и температуры это всего лишь несколько областей, которые исследуют и рассматривают суперкомпьютеры.
Стихийные бедствия
Смертоносные последствия стихийных бедствий могут быть оценены и рассчитаны заранее, чтобы свести к минимуму ущерб от их последствий. В определенной степени, суперкомпьютеры могут предсказать путь или маршрут ураганов, торнадо, штормов или цунами. Это помогает в проведении эвакуации и направлении ключевых ресурсов. Сейсмическое обнаружение деятельности и расчет возможных путей сейсмических волн может помочь в планировании и научиться предотвращать такие бедствия.
Исследования
- Суперкомпьютеры используются при решении сложных уравнений, в таких областях, как квантовая физика и механика.
- Для военных самолетов и машин, суперкомпьютеры могут имитировать аэродинамику на рабочих и типовых схемах полета, чтобы помочь в разработке новых машин.
- Ядерные исследования нуждаются в тестировании, но вместо настоящих взрывов, суперкомпьютеры могут помочь имитировать ядерные взрывы и реакции, которые помогают продвигать досягаемость ядерных технологий.
- Белки являются очень важным биологическим компонентом и их молекулярная структура 3-мерной ориентации. Молекулярная цепь или функции белка в организме могут измениться. Такие заболевания, как болезнь Альцгеймера и муковисцидоз связаны с изменением белков, поэтому понимание природы дефектных белков, является ключом к обучению, почему возникают такие болезни и как их лечить. Моделирование операции складывания белков является очень сложной, это еще одна задача для суперкомпьютеров.
- Поток крови, ее пути, скорости и различные трудности, которые могут возникнуть, могут быть смоделированы суперкомпьютером. Как функционирует кровь при заболеваниях крови и болезнях, можно сравнить с нормальным функционированием крови и понять полный спектр разности.
- Суперкомпьютеры также помогают в научно-исследовательских работах в области гидродинамики или исследованиях Земли. Они также могут создавать сложные анимированные модели молекулярных структур различных химических и биологических соединений и кристаллов.
С каждым днем инноваций, на арене технологий, сегодняшний суперкомпьютер может завтра оказаться у вас на столе!
Читайте также
juice-health.ru
Применение суперкомпьютеров — Мегаобучалка
Суперкомпьютеры используются во всех сферах, где для решения задачи применяется численное моделирование; там, где требуется огромный объём сложных вычислений, обработка большого количества данных в реальном времени, или решение задачи может быть найдено простым перебором множества значений множества исходных параметров.
Совершенствование методов численного моделирования происходило одновременно с совершенствованием вычислительных машин: чем сложнее были задачи, тем выше были требования к создаваемым машинам; чем быстрее были машины, тем сложнее были задачи, которые на них можно было решать. Поначалу суперкомпьютеры применялись почти исключительно для оборонных задач: расчёты по ядерному и термоядерному оружию, ядерным реакторам. Потом, по мере совершенствования математического аппарата численного моделирования, развития знаний в других сферах науки — суперкомпьютеры стали применяться и в «мирных» расчётах, создавая новые научные дисциплины: численный прогноз погоды, вычислительная биология и медицина, вычислительная химия, вычислительная гидродинамика, вычислительная лингвистика и проч., — где достижения информатики сливались с достижениями прикладной науки.
Применение суперкомпьютеров предполагает два основных конкурентных преимущества: экономию времени и денег. Перевести эти преимущества на язык цифр можно на простом примере. Представим краш - тест автомобиля. Моделируя аварийные ситуации с виртуальным авто на суперкомпьютерах, компании экономят сотни тысяч долларов на испытаниях натурального автомобиля. В итоге машины разбивают лишь один раз — для верификации результата.
Ниже приведён далеко не полный список областей применения суперкомпьютеров:
- Математические проблемы: криптография, статистика
- Физика высоких энергий:
процессы внутри атомного ядра, физика плазмы, анализ данных экспериментов, проведенных на ускорителях;
разработка и совершенствование атомного и термоядерного оружия, управление ядерным арсеналом, моделирование ядерных испытаний;
моделирование жизненного цикла ядерных топливных элементов, проекты ядерных и термоядерных реакторов;
- Наука о Земле:
прогноз погоды, состояния морей и океанов;
предсказание климатических изменений и их последствий;
исследование процессов, происходящих в земной коре, для предсказания землетрясений и извержений вулканов;
анализ данных геологической разведки для поиска и оценки нефтяных и газовых месторождений, моделирование процесса выработки месторождений;
моделирование растекания рек во время паводка, растекания нефти во время аварий;
- Вычислительная биология: фолдинг белка, расшифровка ДНК
- Вычислительная химия и медицина: изучение строения вещества и природы химической связи как в изолированных молекулах, так и в конденсированном состоянии, поиск и создание новых лекарств
- Физика:
газодинамика: турбины электростанций, горение топлива, аэродинамические процессы для создания совершенных форм крыла, фюзеляжей самолетов, ракет, кузовов автомобилей;
гидродинамика: течение жидкостей по трубам, по руслам рек;
материаловедение: создание новых материалов с заданными свойствами, анализ распределения динамических нагрузок в конструкциях, моделирование крэш - тестов при конструировании автомобилей.
Чуть ли не самой важной задачей использования суперкомпьютеров в области медицины ведущие биологи и врачи считают разработку лекарственных препаратов, где начальный этап упрощается за счет применения методов компьютерного молекулярного моделирования. Исходя из этого, применение суперкомпьютеров для разработки лекарств не только даст мощный толчок для дальнейшего ускоренного развития биофармацевтики, но и повысит эффективность создания новых лекарственных препаратов, упростит и значительно сократит фазу тестирования препаратов за счет моделирования и, что в результате приведет к существенному удешевлению лекарств.
Уже сейчас для мощных суперкомпьютеров создали программу, моделирующую процессы протекающие в мозге млекопитающих. Доступные персональные суперкомпьютеры позволят решать медицинские задачи коллективно на уровне широкой сети медучреждений объединенных в ГРИД с формированием национальных баз знаний, качественно повышающих доступность знаний о человеке, принципах работы мозга и системного функционирования организма в целом.
Кардинально меняются возможности диагностических процессов как в осмыслении результатов известных инструментальных методов типа МРТ, так и возможности прогнозирования развития патологий в большой совокупности влияющих факторов посредством имитационного моделирования. Например: исследование процесса циркуляции крови, для нахождения причин новообразований, представляющих угрозу для человеческой жизни; исследование процесса инфицирования, для более глубокого понимания того, как атакует вирус. Ко всему прочему стоит прибавить моделирование возможности смешивания биологических материалов с пластиком или керамикой с целью создания более прочных протезов.
И всё же самая большая потребность в HPC-вычислениях существует в ядерной энергетике. Для выполнения условий международного договора о запрещении испытаний ядерного оружия основная задача заключается в том, чтобы без реальных испытаний на полигонах осуществлять расчёт процессов старения существующих ядерных зарядов. Главная же проблема ядерной энергетики – это построение вычислительного комплекса, на котором будет возможно моделирование ядерного взрыва в режиме реального времени. Даже машина с производительностью от 1 экзафлопс будет слишком медлительной для такого рода вычислений. И весьма вероятно, что для моделирования ядерного взрыва в режиме реального времени потребуется компьютер с производительностью более 100 йоттафлопс, то есть в 100 млн раз быстрее, чем 1 экзафлопс. Так что гонка вычислений будет продолжаться ещё не одно десятилетие.
Заключение
Еще 10-15 лет назад суперкомпьютеры были чем-то вроде элитарного штучного инструмента, доступного в основном ученым из засекреченных ядерных центров. Однако развитие аппаратных и программных средств сверхвысокой производительности позволило освоить промышленный выпуск этих машин, а число их пользователей в настоящее время достигает десятков тысяч. Фактически, в наши дни весь мир переживает подлинный бум суперкомпьютерных проектов, результатами которых активно пользуются не только такие традиционные потребители высоких технологий, как аэрокосмическая, автомобильная, судостроительная и радиоэлектронная отрасли промышленности, но и важнейшие области современных научных знаний.
megaobuchalka.ru
Суперкомпьютеры и их применение
Камчатский государственный технический университет
Факультет Информационных технологий
Кафедра Информационных систем
Информатика
Реферат по информатике на тему
«Суперкомпьютеры и их применение»
Выполнила Проверила
Студентка гр.10-ФК Доцент кафедры ИС
Минаева В.А. Портнягина В.В.
Петропавловск-Камчатский
2011г.
Литература……………………………………………..стр.12
Введение
С момента появления первых компьютеров одной из основных проблем, стоящих перед разработчиками, была производительность вычислительной системы. За время развития компьютерной индустрии производительность процессора стремительно возрастала, однако появление все более изощренного программного обеспечения, рост числа пользователей и расширение сферы приложения вычислительных систем предъявляют новые требования к мощности используемой техники, что и привело к появлению суперкомпьютеров.
В принципе, суперкомпьютер это обычная вычислительная система, позволяющая производить сложные расчеты за более короткие промежутки времени. О чем собственно и говорит приставка «Супер» (Super в переводе с английского означает: сверх, над). Любая компьютерная система состоит из трех основных компонентов - центрального процессора, то есть счетного устройства, блока памяти и вторичной системы хранения информации (к примеру, в виде дисков или лент). Ключевое значение имеют не только технические параметры каждого из этих элементов, но и пропускная способность каналов, связывающих их друг с другом и с терминалами потребителей. Одна из заповедей «Крей рисерч» гласит: «Быстродействие всей системы не превышает скорости самой медленнодействующей ее части». Важным показателем производительности компьютера является степень его быстродействия. Она измеряется так называемыми флопсами - от английского сокращения, обозначающего количество операций с числами, представленными в форме с плавающей запятой, в секунду. То есть за основу берется подсчет - сколько наиболее сложных расчетов машина может выполнить за один миг.
А зачем вообще нужны суперкомпьютеры? Раздвижение границ человеческого знания всегда опиралось на два краеугольных камня, которые не могут, существовать друг без друга, - теорию и опыт. Однако теперь ученые сталкиваются с тем, что многие испытания стали практически невозможными - в некоторых случаях из-за своих масштабов, в других - дороговизны или опасности для здоровья и жизни людей. Тут-то и приходят на помощь мощные компьютеры. Позволяя экспериментировать с электронными моделями реальной действительности, они становятся «третьей опорой» современной науки и производства.
Прошло время, когда создатели суперкомпьютеров стремились обеспечить максимальную производительность любой ценой. Специальные процессоры, дорогостоящая сверхбыстрая память, нестандартное периферийное оборудование - все это обходилось заказчикам в круглую сумму. Приобретали суперкомпьютеры либо предприятия ВПК, либо крупные университеты. И те, и другие делали это, как правило, за государственный счет. Окончание "холодной войны" и последовавшее за ним сокращение ассигнований на военные и околовоенные нужды нанесли серьезный удар по производителям суперкомпьютеров. Большинство из них были поглощены изготовителями менее производительной, но более доступной и ходовой вычислительной техники. Впрочем, у этих слияний были и технологические предпосылки - быстродействие серийно выпускаемых микропроцессоров постоянно росло, и производители суперкомпьютеров быстро переориентировались на них, что позволило существенно сократить общую стоимость разработки. Основной упор стал делаться на увеличение числа процессоров и повышение степени параллелизма программ.
Началом эры суперкомпьютеров можно, пожалуй, назвать 1976 год, когда появилась первая векторная система Cray 1. Работая с ограниченным в то время набором приложений, Cray 1 показала настолько впечатляющие по сравнению с обычными системами результаты, что заслуженно получила название “суперкомпьютер” и определяла развитие всей индустрии высокопроизводительных вычислений еще долгие годы. Но более чем за два десятилетия совместной эволюции архитектур и программного обеспечения на рынке появлялись системы с кардинально различающимися характеристиками, поэтому само понятие “суперкомпьютер” стало многозначным и пересматривать его пришлось неоднократно.
Попытки дать определение суперкомпьютеру опираясь только на производительность привели к необходимости постоянно поднимать планку, отделяющую его от рабочей станции или даже обычного настольного компьютера. Только за последние 15 лет нормы менялись несколько раз. По определению Оксфордского словаря вычислительной техники 1986 года, для того, чтобы получить это гордое название, нужно было иметь производительность в 10 мегафлоп (миллионов операций с плавающей запятой в секунду). В начале 90-х была преодолена отметка 200 мегафлоп, затем 1 гигафлоп.
Рассмотрим структуру суперкомпьютеров на примере компьютера МВС 1000М
В состав технических средств СК "МВС 1000М" входят:
- решающее поле из 768 процессоров Alpha 21264, разбитое на 6 базовых блоков, состоящих из 64 двухпроцессорных модулей;
- управляющая ЭВМ;
- файл-сервер NetApp F840;
- сеть Myrinet 2000;
- сети Fast/Gigabit Ethernet;
- сетевой монитор;
- система бесперебойного электропитания.
Применение суперкомпьютеров
Для каких применений нужна столь дорогостоящая техника? Может показаться, что с ростом производительности настольных ПК и рабочих станций, а также серверов, сама потребность в суперЭВМ будет снижаться. Это не так. С одной стороны, целый ряд приложений может теперь успешно выполняться на рабочих станциях, но с другой стороны, время показало, что устойчивой тенденцией является появление все новых приложений, для которых необходимо использовать суперЭВМ.
Традиционной сферой применения суперкомпьютеров всегда были научные исследования: физика плазмы и статистическая механика, физика конденсированных сред, молекулярная и атомная физика, теория элементарных частиц, газовая динамика и теория турбулентности, астрофизика. В химии - различные области вычислительной химии: квантовая химия (включая расчеты электронной структуры для целей конструирования новых материалов, например, катализаторов и сверхпроводников), молекулярная динамика, химическая кинетика, теория поверхностных явлений и химия твердого тела,конструирование лекарств. Естественно, что ряд областей применения находится на стыках соответствующих наук, например, химии и биологии, и перекрывается с техническими приложениями. Так, задачи метеорологии, изучение атмосферных явлений и, в первую очередь, задача долгосрочного прогноза погоды, для решения которой постоянно не хватает мощностей современных суперЭВМ, тесно связаны с решением ряда перечисленных выше проблем физики. Среди технических проблем, для решения которых используются суперкомпьютеры, укажем на задачи аэрокосмической и автомобильной промышленности, ядерной энергетики, предсказания и разработки месторождений полезных ископаемых, нефтедобывающей и газовой промышленности (в том числе проблемы эффективной эксплуатации месторождений, особенно трехмерные задачи их исследования), и, наконец, конструирование новых микропроцессоров и компьютеров, в первую очередь самих суперЭВМ.
Суперкомпьютеры традиционно применяются для военных целей. Кроме очевидных задач разработки оружия массового уничтожения и конструирования самолетов и ракет, можно упомянуть, например, конструирование бесшумных подводных лодок и др. Самый знаменитый пример - это американская программа СОИ. Уже упоминавшийся MPP-компьютер Министерства энергетики США будет применяться для моделирования ядерного оружия, что позволит вообще отменить ядерные испытания в этой стране.
Сверхсложные вычислительные задачи, решаемые на суперкомпьютерах.
Grand challenges - это фундаментальные научные или инженерные задачи с широкой областью применения, эффективное решение которых возможно только с использованием мощных (суперкомпьютерных) вычислительных ресурсов.
Вот лишь некоторые области, где возникают задачи подобного рода:
- Предсказания погоды, климата и глобальных изменений в атмосфере
- Науки о материалах
- Построение полупроводниковых приборов
- Сверхпроводимость
- Структурная биология
- Разработка фармацевтических препаратов
- Генетика человека
- Квантовая хромодинамика
- Астрономия
- Транспортные задачи
- Гидро- и газодинамика
- Управляемый термоядерный синтез
- Эффективность систем сгорания топлива
- Разведка нефти и газа
- Вычислительные задачи наук о мировом океане
- Распознавание и синтез речи
- Распознавание изображений
Сравнительная таблица по использованию суперкомпьютеров
| Область использования | В мире | СНГ |
| Промышленность, в т.ч.- электронная- тяжелая (автомобильная, авиационная, металлургия и др.)- добывающая (геологоразведка, нефте- и газодобыча) | 44,3% | 14% |
| Наука и образование | 18,4% | 40% |
| Прогнозы погоды и климатические исследования | 18,5% | - |
| Исследования (в т.ч. в области вычислений, прикладные в различных областях, стратегические) | 9,9% | 19% |
| Финансы (банки, финансовые компании, страхование, финансовые прогнозы и консалтинг) | 3,5% | 25% |
Наиболее распространенные сегодня суперкомпьютеры:
Cray T90
| Производитель | Cray Inc., Cray Research. |
| Класс архитектуры | Многопроцессорная векторная система (несколько векторных процессоров работают на общей памяти). |
| Предшественники | CRAY Y-MP C90, CRAY X-MP. |
| Модели | Серия T90 включает модели T94, T916 и T932. |
| Процессор | Системы серии T90 базируются на векторно-конвейерном процессоре Cray Research с пиковой производительностью 2GFlop/s. |
| Число процессоров | Система T932 может включать до 32 векторных процессоров (до 4-х в модели T94, до 16 модели T916), обеспечивая пиковую производительность более 60GFlop/s. |
| Масштабируемость | Возможно объединение нескольких T90 в MPP-системы. |
| Память | Система T932 содержит от 1GB до 8GB (до 1 GB в модели T94 и до 4GB в модели T916) оперативной памяти и обеспечивает скорость обменов с памятью до 800MB/sec. |
| Системное ПО | Используется операционная система UNICOS. |
stud24.ru
Доклад на тему Суперкомпьютеры
Первые суперкомпьютеры Началом эры суперкомпьютеров можно, пожалуй, назвать 1976 год, когда появилась первая векторная система Cray 1. Работая с ограниченным в то время набором приложений, Cray 1 показала настолько впечатляющие по сравнению с обычными системами результаты, что заслуженно получила название “суперкомпьютер” и определяла развитие всей индустрии высокопроизводительных вычислений еще долгие годы. Но более чем за два десятилетия совместной эволюции архитектур и программного обеспечения на рынке появлялись системы с кардинально различающимися характеристиками, поэтому само понятие “суперкомпьютер” стало многозначным и пересматривать его пришлось неоднократно. Попытки дать определение суперкомпьютеру опираясь только на производительность привели к необходимости постоянно поднимать планку, отделяющую его от рабочей станции или даже обычного настольного компьютера. Только за последние 15 лет нормы менялись несколько раз. По определению Оксфордского словаря вычислительной техники 1986 года, для того, чтобы получить это гордое название, нужно было иметь производительность в 10 мегафлоп (миллионов операций с плавающей запятой в секунду). В начале 90-х была преодолена отметка 200 мегафлоп, затем 1 гигафлоп. Применение суперкомпьютеров Для каких применений нужна столь дорогостоящая техника? Может показаться, что с ростом производительности настольных ПК и рабочих станций, а также серверов, сама потребность в суперЭВМ будет снижаться. Это не так. С одной стороны, целый ряд приложений может теперь успешно выполняться на рабочих станциях, но с другой стороны, время показало, что устойчивой тенденцией является появление все новых приложений, для которых необходимо использовать суперЭВМ. Традиционной сферой применения суперкомпьютеров всегда были научные исследования: физика плазмы и статистическая механика, физика конденсированных сред, молекулярная и атомная физика, теория элементарных частиц, газовая динамика и теория турбулентности, астрофизика. В химии - различные области вычислительной химии: квантовая химия (включая расчеты электронной структуры для целей конструирования новых материалов, например, катализаторов и сверхпроводников), молекулярная динамика, химическая кинетика, теория поверхностных явлений и химия твердого тела,конструирование лекарств. Естественно, что ряд областей применения находится на стыках соответствующих наук, например, химии и биологии, и перекрывается с техническими приложениями. Так, задачи метеорологии, изучение атмосферных явлений и, в первую очередь, задача долгосрочного прогноза погоды, для решения которой постоянно не хватает мощностей современных суперЭВМ, тесно связаны с решением ряда перечисленных выше проблем физики. Среди технических проблем, для решения которых используются суперкомпьютеры, укажем на задачи аэрокосмической и автомобильной промышленности, ядерной энергетики, предсказания и разработки месторождений полезных ископаемых, нефтедобывающей и газовой промышленности (в том числе проблемы эффективной эксплуатации месторождений, особенно трехмерные задачи их исследования), и, наконец, конструирование новых микропроцессоров и компьютеров, в первую очередь самих суперЭВМ. Суперкомпьютеры традиционно применяются для военных целей. Кроме очевидных задач разработки оружия массового уничтожения и конструирования самолетов и ракет, можно упомянуть, например, конструирование бесшумных подводных лодок и др. Самый знаменитый пример - это американская программа СОИ. Уже упоминавшийся MPP-компьютер Министерства энергетики США будет применяться для моделирования ядерного оружия, что позволит вообще отменить ядерные испытания в этой стране. Суперкомпьютеры в России Во всемирный процесс активизации рынка высокопроизводительных вычислений (HPC) все активнее включается и Россия. В 2003 году компании Arbyte и Kraftway при поддержке корпорации Intel объявили о создании своих Центров компетенции на базе платформы Intel, деятельность которых, в том числе, будет направлена и на построение НРС-систем. Кроме того, компании Intel и IBM сообщили о том, что компания Paradigm, ведущий поставщик технологий для обработки геолого-геофизических данных и проектирования бурения для нефтегазовой отрасли, модернизировала свой расположенный в Москве центр обработки сейсмических данных, установив серверный кластер IBM из 34 двухпроцессорных серверов на базе процессоров Intel Xeon. Новая система ускорила работу ресурсоемких вычислительных приложений Paradigm за счет применения кластерных технологий на базе ОС Linux. Новые возможности проведения более точных расчетов, несомненно, увеличат конкурентоспособность российских нефтяных компаний на мировом рынке. В июне 2004 г. представители компании «Т-Платформы», Института программных систем (ИПС) РАН и корпорации Intel объявили о создании четырехузлового кластера T-Bridge8i на базе процессоров Intel Itanium 2 и технологии InfiniBand, а также рассказали о перспективах использования данного решения в рамках программы «СКИФ». Кластер T-Bridge8i стал первой в России системой на основе процессоров Intel Itanium 2, двухпроцессорные узлы которой выполнены в конструктиве высотой 1U. Объединив в T-Bridge8i передовые достижения в области 64-разрядной процессорной архитектуры и кластерных коммуникаций, инженеры «Т-Платформы» построили уникальное по концентрации вычислительной мощности решение, обладающее широкими возможностями для масштабирования. Этот кластер предназначен для решения задач, требующих максимальной производительности вычислений с плавающей точкой, и может эффективно использоваться в различных отраслях промышленности и для научных расчетов. В рамках программы «СКИФ» T-Bridge8i будет применяться с целью адаптации для архитектуры Intel Itanium программного обеспечения, разработанного в рамках программы, а также для исследований в области GRID-технологий. 2005 год оказался довольно богатым на события в области суперкомпьютерных технологий. В России были завершены два крупных проекта, на очереди - еще один. Двумя важнейшими из них стала установка суперкомпьютера МВС-15000BM отечественной разработки в Межведомственном Суперкомпьютерном Центре РАН (МСЦ) и установка на НПО <Сатурн> кластера IBM eServer Cluster 1350, включающего 64 двухпроцессорных сервера IBM eServer xSeries 336. Последний является крупнейшей в России супер-ЭВМ используемой в промышленности и четвертым в совокупном рейтинге суперкомпьютеров на территории СНГ. НПО <Сатурн> собирается использовать его в проектировании авиационных газотурбинных двигателей для самолетов гражданской авиации. На очереди - еще один крупный проект суперкомпьютера для Росгидромета, тендер на строительство которого выиграл системный интегратор i-Teco. В частном секторе суперкомпьютеры используются для моделирования нефтяных скважин, краш-тестов, сложных аэродинамических и гидродинамических расчетов. Основными заказчиками выступают автомобильная, судостроительная, авиационная и нефтегазовая промышленность. По мнению экспертов, совокупный объем рынка больших вычислительных систем в России составляет $100-150 млн., причем видное место принадлежит отечественным разработчикам. В год устанавливается 3-4 суперкомпьютера с производительностью, близкой к 1 Терафлоп. На сегодняшний день крупнейшими отечественными проектами в области суперкомпьютеров являются российский проект МВС и российско-белорусский СКИФ. Разработка СуперЭВМ проекта МВС финансировалась за счет средств Минпромнауки России, РАН, Минобразования России, РФФИ, Российского фонда технологического развития. В настоящее время машины этой серии установлены в МСЦ РАН и ряде региональных научных центров РАН (Казань, Екатеринбург, Новосибирск) и используются преимущественно для научных расчетов. В настоящее время одним из разработчиков ПО для МВС является фирма InterProgma, работающая в Черноголовке в рамках уже существующего ИТ-парка. Компания в тесном сотрудничестве с ИПХФ РАН ведет разработку как базового программного обеспечения для крупномасштабного моделирования на суперкомпьютерных системах, т.е. программного обеспечения, позволяющего упростить и автоматизировать процесс распараллеливания, так и специального инженерного программного обеспечения для моделирования различных высокоэнергетических процессов в химической, атомной и аэрокосмической промышленности. Так, пакет IP-3D предназначен для численного моделирования газодинамических процессов в условиях экстремально высоких температур и давлений, невоспроизводимых в лабораторных условиях. Опыт работы на MBC1000M показали очень хорошую масштабируемость и высокую скорость вычисления данного пакета Проект СКИФ финансировался за счет бюджетов России и Белоруссии в рамках союзной программы на паритетных началах. В настоящее время российско-белорусская программа СКИФ, объемом $10 млн., уже завершена, и в ходе ее реализации были созданы суперкомпьютеры СКИФ К-500 и СКИФ К-1000. Cтоимость СКИФ К-1000 составила $1,7 млн., что на порядок ниже стоимости иностранного аналога ($4 млн.). На сегодняшний день, основным пользователем данной разработки является белорусская сторона. СКИФ К-1000, установлен в Объединенном институте проблем информатики НАН Белоруссии, и уже сейчас используется не только учеными, но и крупнейшими предприятиями-экспортерами: МАЗом, БелАЗом, Белорусским тракторным заводом, Заводом карданных валов. Столь успешное внедрение суперкомпьютерных технологий в реальный сектор во многом объясняется тем, что доступ белорусских предприятий к СКИФу координируется государством и оплачивается из бюджета, поскольку сами предприятия находятся в государсвенной собственности. В России же СКИФ и МВС пока воспринимаются лишь как академические проекты. Причина этого в том, что крупные российские машиностроительные корпорации, такие как НПО <Сатурн>, предпочитают зарубежные суперЭВМ, поскольку отработанные прикладные решения от мировых лидеров, таких как IBM и HP уже снабжены готовым целевым ПО и средствами разработки, имеют лучший сервис. Сделать МВС и СКИФ востребованными для российской промышленности поможет создание общего вычислительного центра ориентированного на промышленный сектор, с распределенным доступом к машинному времени. Создание Центра резко удешевит затраты на обслуживание суперкомпьютера, а также ускорит процесс создания и систематизации ПО (написание драйверов, библиотек, стандартных приложений). Продвижению отечественных суперкомпьютерных технологий в промышленной сектор России и за ее пределы будет способствовать рост отечественных компаний, способных конкурировать в данной сфере с транснациональными корпорациями. Такой компанией уже является <Т-Платформы>, которая выступала в роли главного исполнителя СКИФ. Наряду с государственными и академическими структурами, клиентами компании являются <Комстар Объединенные Телесистемы>, Rambler, рекрутинговая компания HeadHunter.ru, <Саровские Лаборатории>. <Т-Платформы> были призаны лучшей компанией VI Венчурной Ярмарки в октябре 2005 года в Санкт-Петербурге. Заключение Еще 10–15 лет назад суперкомпьютеры были чем-то вроде элитарного штучного инструмента, доступного в основном ученым из засекреченных ядерных центров и криптоаналитикам спецслужб. Однако развитие аппаратных и программных средств сверхвысокой производительности позволило освоить промышленный выпуск этих машин, а число их пользователей в настоящее время достигает десятков тысяч. Фактически, в наши дни весь мир переживает подлинный бум суперкомпьютерных проектов, результатами которых активно пользуются не только такие традиционные потребители высоких технологий, как аэрокосмическая, автомобильная, судостроительная и радиоэлектронная отрасли промышленности, но и важнейшие области современных научных знаний.
bukvasha.ru
