Украинская GRID-среда готова принимать данные с коллайдера в ЦЕРНе

Руководство ЦЕРНа уже зареклось назначать очередную дату торжественного пуска суперколлайдера. Это грандиозное сооружение, не имеющее себе равных по сложности и насыщенности современнейшей аппаратурой, оказалось подверженным детским болезням. А поскольку к пуску было приковано внимание мировой общественности, неудачи, преследовавшие ученых и инженеров на начальном пути, вынудили их провести дополнительное тщательное тестирование.

Впрочем, у всего есть оборотная сторона. Задержка на основном объекте пуска позволила подтянуться тыловым научным структурам, которые будут принимать участие в величайшем из экспериментов, которые когда-либо планировались на Земле. Особенность его в том, что данные с суперколлайдера будут поступать в десятки точек на всех континентах, и каждый физик сможет принять в нем участие. К началу будущего опыта подготовились и украинские физики. Существенно нарастили свои мощности украинские компьютерщики. Сейчас они в ожидании первых данных из ЦЕРНа.

Уместно вспомнить, что первые сообщения о создании украинских суперкомпьютеров в еженедельнике «ЗН» несколько лет назад вызвали острую критику посетителей форума. Главный их упрек был в том, что нет и не будет в обозримом будущем спроса на услуги суперкомпьютеров. Видимо, часть читателей окончательно похоронила украинскую науку и в какие-либо перспективы ее развития даже на отдельных направлениях не верит.

Особенно досталось тогда двум потенциально самым мощным структурам — Центру суперкомпьютерных вычислений Национального технического университета Украины «КПИ» и Кибцентру НАН Украины. По прогнозам скептиков, они будто бы долго не протянут в наших условиях. Однако в этом году появились сообщения, что именно эти два украинских суперкомпьютера заняли соответственно 16 и 17 места в рейтинге пятидесяти самых мощных суперкомпьютеров СНГ. А недавние претензии на тему, что украинские суперкомпьютеры не будут загружены, сегодня могут вызвать только улыбку — работа на компьютерах расписывается заранее. Даже образовалась очередь из желающих получить место в этом весьма напряженном графике.

— Каковы дальнейшие перспективы развития суперкомпьютеров в нашей стране и какую роль они могут сыграть в украинской науке, промышленности, народном хозяйстве? — с таким вопросом обозреватель еженедельника обратился к директору Центра суперкомпьютерных вычислений Национального технического университета Украины «КПИ», кандидату технических наук Сергею СТИРЕНКО.

— История нашего суперкомпьютера началась не так давно, в 2006 году, — рассказал Сергей Григорьевич. В декабре 2008-го мы вышли на первое место среди суперкомпьютеров Украины и на шестнадцатое — среди 50 самых мощных компьютеров СНГ (см. http://supercomputers.ru/?page=rating).

Наша задача — наиболее сбалансировано загрузить кластер реальными задачами, для решения которых требуется высокопроизводительная параллельная среда, а также привлечь специалистов в различных предметных областях для решения задач, требующих большого объема вычислений и/или исходных данных.

— Поначалу жаловались, что суперкомпьютеры недогружены, и даже было непонятно, зачем их строить у нас…

— Это можно объяснить тем, что любое новое дело всегда требует определенного времени для разгона. Не так давно я общался с коллегами из МГУ им. Ломоносова, где работает один из мощнейших российских суперкомпьютеров (2-е место в Тор 50 СНГ), а также побывал в Межведомственном суперкомпьютерном центре Российской академии наук. Он более чем в десять раз мощнее нашего, с пиковой производительностью около 95 Tflops (1-е место в Тор-50 СНГ).

Кстати, в России начали создавать такие суперкомпьютеры примерно лет на десять раньше нас. Они так же столкнулись с тем, что от вложенных денег поначалу не было реальной экономической отдачи. Довольно много времени понадобилось на то, чтобы понять: суперкомпьютеры не дают сиюминутной выгоды. Это инвестиции в будущее науки и страны в целом.

Супервычисления, как и фундаментальная наука, — явления в принципе не коммерческие. Это только более совершенный инструмент в руках ученого или инженера. Хотя допускаю, что это явление временное. Во всяком случае, так будет продолжаться до тех пор, пока у коммерческих предприятий не появятся масштабные задачи для размещения на подобных сверхмощных ресурсах. Когда же они появятся в народном хозяйстве, ситуация изменится.

На сегодняшний день этап разгона у нас пройден и средняя загрузка на суперкомпьютере составляет 60—70 процентов от общего ресурса. Это довольно высокий процент загруженности.

Кстати, ситуацию по загрузке на нашем суперкомпьютере можно увидеть из любого места, где есть Интернет. Мониторятся все суперкомпьютеры Украины, включенные в национальную GRID-среду: Института теоретической физики, Национального университета им. Шевченко и др.

— Какая категория пользователей к вам обращается?

— Наших пользователей можно разделить на три группы. Первую составляют пользователи внутри университета — кафедры, факультеты, институты, которые и хозтематику выполняют, и в учебном процессе задействованы. Опыт НТУУ «КПИ» показывает, что параллельное программирование — довольно перспективное направление в рамках работы мощного современного университета.

Вторая часть пользователей — это отраслевые институты и учебные заведения. Мы активно сотрудничаем с различными украинскими университетами в Киеве, Запорожье, Львове, Харькове.

И третья категория — это GRID-пользователи. Они могут находиться в любой точке мира, для запуска своих задач им необходимо иметь только сертификат, которому доверяет наш центр.

— Какого класса задачи можно выделить у зарубежных потребителей? Для физики высоких энергий?

— Основная масса данных с ЦЕРНа еще не пошла. Мы получили письмо из Женевы о том, что суперколлайдер запускают в тестовую эксплуатацию только в сентябре.

— А разве до этого они не присылали вам данные для тестовых испытаний?

— Все, что они присылали ранее, уже посчитано. Мы протестировали их программы для запуска на нашем кластере и выяснили, что готовы к приему большого объема данных, которые пойдут, когда коллайдер заработает. Сейчас на этом направлении мы находимся в режиме ожидания. Но первым эшелоном для приема данных из ЦЕРНа являются дата-центры, находящиеся в Швейцарии, Франции, Германии. На этом направлении мы работаем в плотной связке с Институтом теоретической физики НАНУ и предоставляем ресурс для них.

Много исследований проводят также биологи, генетики, химики, механики, специалисты из Национального космического агентства Украины. Они запускают мощные задачи на кластерах, используя прикладные пакеты программ, которые написаны специально для них.

— А гуманитарии не обращаются к вам?

— Экономистов мы пока только знакомим с нашими возможностями. Но украинские экономисты только подтягиваются к пониманию своих задач с точки зрения моделирования на кластере. Пока им хватает мощностей и персональных компьютеров. Правда, сейчас они готовятся использовать наши возможности, чтобы получить более точные результаты в макроэкономическом прогнозировании.

Совместно с учеными Института математики НАНУ мы работаем над интересной задачей — моделированием трафика автомобильных дорог. Это типичная задача, которая описывается уравнениями Пуассона для движения жидкости. В ней трафик движения автомобилей по городу рассматривается как движение потока жидкости. Задача довольно трудоемкая, потребуются вычислительные ресурсы гораздо большие, нежели те, которыми обладает на сегодня наш суперкомпьютер. Пока мы тестируем это программное обеспечение, но планируем размещать его в GRID-среде.

Высококвалифицированные IT-специалисты главная ценность центра. Мы прикладываем усилия, причем немалые, чтобы удержать кадры, которые у нас набираются опыта работы. Так что подобный центр — очень современное и чрезвычайно нужное научно-инженерное учреждение для университета, для науки и для страны.