Как по-украински «кластер»?

Считать нужно всем и помногу: экономистам, статистикам, военным, экологам, математикам, наконец. Чтобы решить сложную задачу, потребуется мощный компьютер. Покупать на Западе — дорого, да и не продают они нам современные машины, а своих, вроде, сейчас нет... Или всё-таки есть?..

Когда-то в Киеве создавали компьютеры. Семейства «Днепр», «Киев», «Мир», «Промінь», макроконвейерные комплексы, автоматические системы для ракет, корабельные компьютеры «Карат», вычислительный комплекс «Звезда» для обнаружения подводных лодок. Украинские компьютеры не просто работали на промышленность и оборону — в каждом из них были заложены новые идеи и использовались новые технологии. Достаточно вспомнить, что первая советская вычислительная машина МЭСМ, она же — первая в континентальной Европе с хранимой в памяти программой, была сконструирована академиком Лебедевым в Феофании, под Киевом, в 1951 году.

Сложно представить, как выглядел бы в 60-х — 80-х рейтинг мировых суперкомпьютеров «Тор500», если бы он тогда существовал, — характеристики наших машин, за редким исключением, попадали в открытый доступ уже устарев. И только задним числом становилось ясно, что отечественная техника не уступала западной. Ещё одним подтверждением этому стало присуждение в 1997 году Международным компьютерным обществом медалей «Пионер компьютерной техники» разработчику и конструктору первого компьютера в Советском Союзе академику С.Лебедеву и основателю Института кибернетики в Киеве академику В.Глушкову.

Наш номер 501-й?

Рейтинг «Тор500» составляется специалистами университетов Маннхейма (Германия), Теннесси (США) и Национального научно-вычислительного центра энергетических исследований (NERSC) США. «Тор500» публикуется дважды в год, начиная с июня 1993-го. Это не просто список пятисот самых мощных компьютеров. Он даёт представление о динамике развития компьютеростроения — последний «Тор500» обновился больше, чем наполовину, — о тенденциях в этой отрасли, наконец, об общем состоянии науки и экономики в той или иной стране.

В предпоследний, ноябрьский 2003 г. «Тор500» входило три российских компьютера и один белорусский. В последнем осталось только два российских. Они занимают 391 и 398 позиции, уступая «умным машинам» Польши, Чехии, Омана, Южной Африки, не говоря о признанных лидерах отрасли. Украинских компьютеров в рейтинге нет.

Шанс…

При всей безрадостности складывающейся картины последний «Тор500» демонстрирует тенденцию, которая сохраняет за Украиной возможность вернуться в мировой суперкомпьютерный клуб. Из пяти сотен самых мощных современных вычислительных машин больше половины — кластеры. Кластеры уверенно расположились в десятке сильнейших, заняв 2, 3, 5, 7 и 9 места. Лидер рейтинга, созданный компанией NEC в 2002 году, Earth Simulator, c его 35,86 триллионами операций в секунду (терафлопс) пока держится, но производительность построенного в Ливерморской национальной лаборатории министерства энергетики США Linux-кластера Thunder почти дотягивает 20 терафлопс. Смена лидера — дело ближайшего года: в Оукриджской национальной лаборатории США уже начаты работы по созданию кластера мощностью в 50 терафлопс. Принципиально отличает эти машины не только идеология их построения и, возможно, не столько она, сколько их стоимость. Всем известно: мощные машины стоят нечеловечески дорого. Применительно к первому номеру «Тор500» это утверждение абсолютно справедливо, Earth Simulator стоил 350 млн. долл., и работа над ним заняла более двух лет. На создание кластеров уходят месяцы, они собираются из серийно выпускаемых деталей и обходятся в семь—десять раз дешевле. Неудивительно, что число кластеров в «Тор500» за последний год удвоилось. Машина, способная войти в первую сотню мирового рейтинга, обойдётся не дороже 5 млн. долл. Это примерно треть той суммы, которую Украина готова потратить на проведение конкурса Евровидения в будущем году. Но, как показывает опыт Института кибернетики им. В.Глушкова НАНУ, Верховная Рада не считает нужным вкладывать в будущее Украины даже значительно меньшие суммы.

…и его реализация

История украинского кластера до мелочей похожа на историю украинской науки последних пятнадцати лет. Перспективные разработки середины и конца восьмидесятых; катастрофа начала девяностых и нарастающее отставание не только от мировых лидеров, но и от стран, в лидерах никогда не числившихся; существование на гранты; медленное и совершенно недостаточное восстановление сил после частичного возобновления финансирования в 2000—2001 годах.

Кластер — не единственный проект, над которым работает Институт кибернетики, но это одно из немногих направлений, способных принести серьёзные практические результаты в самом скором времени. Благодаря усилиям директора Института кибернетики академика Ивана Сергиенко, поддерживавшего проект с момента его возникновения, настойчивости президента НАНУ академика Бориса Патона, пониманию проблемы первым вице-премьером Николаем Азаровым, огромному труду отдела теории цифровых машин и систем Института кибернетики НАНУ под руководством доктора технических наук Валерия Коваля, работа над компьютером не прекращалась последние десять лет.

На сегодняшний день отделом разработаны и запущены две машины семейства ИК НАНУ ЮСТАР — четырехкластерная на восьми процессорах AMD Duron 950 МГц (2002г) и 16-кластерная на 32 процессорах Intel Xeon 2.67 ГГц (2003). К концу 2004 планируется завершение работ над 32-кластерным компьютером мощностью 0,3 терафлопс на 64 процессорах Intel Itanium 2. Этот последний рассчитывали сделать 128-процессорным, с характеристиками, позволяющими войти в «Тор500». Но у Верховной Рады, за которой оставалось последнее слово, оказался свой взгляд на вещи.

А зачем нам это надо?

Видимо, именно этим вопросом задались депутаты, внося поправки в бюджет. И не нашли на него ответа. Иначе сложно объяснить тот факт, что сумму, которую правительство готово было потратить на перспективные проекты, представленные Академией наук, Верховная Рада урезала втрое. Втрое сократилось и финансирование работ по кластеру, в результате дорога в «Тор500» для украинского компьютера была надёжно перекрыта. Между тем отвечать на этот вопрос придётся, правда, сформулировав его чуть иначе: какие компьютеры и для чего нужны Украине? В конце концов дело не в том, чтобы одна отечественная вычислительная машина некоторое время помелькала в пятой сотне рейтинга. Необходима государственная программа, предусматривающая создание 10—15 мощных кластеров. Развитие украинской науки невозможно без современной вычислительной техники. В первую очередь это касается стратегических направлений: транспорта, топлива и энергетики, технологий живых систем, новых материалов и химических продуктов, информационных технологий и электроники, экологии и природопользования. Руководство страны часто напоминает, что Украина — космическая держава, но освоение космоса также требует мощных компьютеров. В компьютерах мирового уровня уже давно нуждаются институты НАНУ, предприятия ТЭК, Министерство обороны, крупные промышленные компании.

Высокая мощность и низкая стоимость не только позволят кластерам быстро окупиться, они неизбежно дадут ощутимый импульс развитию наукоемких отраслей промышленности Украины.