Українське GRID-середовище готове приймати дані з колайдера в ЦЕРНі

Керівництво ЦЕРНу вже зареклося призначати чергову дату урочистого пуску суперколайдера. Ця грандіозна споруда, що не має собі рівних за складністю й оснащеністю найсучаснішою апаратурою, виявилася схильною до дитячих хвороб. А оскільки до пуску була прикута увага світової громадськості, невдачі, які переслідували вчених і інженерів на початковому шляху, змусили їх провести додаткове ретельне тестування.

Втім, усе має зворотний бік. Затримка на основному об’єкті пуску дозволила підтягнутися тиловим науковим структурам, які братимуть участь у найбільшому з будь-коли планованих на Землі експериментів. Особливість його в тому, що дані із суперколайдера надходитимуть в десятки точок на всіх континентах, і кожен фізик зможе взяти в ньому участь. До початку майбутнього експерименту підготувалися й українські фізики. Істотно наростили свої потужності українські комп’ютерники. Сьогодні вони очікують перших даних із ЦЕРНу.

Доречно згадати, що кілька років тому перші повідомлення у тижневику «ДТ» про створення українських суперкомп’ютерів викликали гостру критику відвідувачів форуму. Головний їхній закид був у тому, що немає і не буде в досяжному для огляду майбутньому попиту на послуги суперкомп’ютерів. Напевно, частина читачів остаточно поховали українську науку й у будь-які перспективи її розвитку навіть на окремих напрямах не вірять.

Особливо дісталося тоді двом потенційно найпотужнішим структурам — Центру суперкомп’ютерних обчислень Національного технічного університету України «КПІ» і Кібцентру НАН України. За прогнозами скептиків, вони нібито довго не протягнуть у наших умовах. Проте цього року з’явилися повідомлення, що саме ці два українські суперкомп’ютери посіли відповідно 16-те і 17-те місця в рейтингу п’ятдесяти найпотужніших суперкомп’ютерів СНД. А недавні претензії на тему, що українські суперкомп’ютери не будуть завантажені, сьогодні можуть викликати тільки усмішку — робота на комп’ютерах розписується заздалегідь. Навіть утворилася черга з охочих отримати місце в цьому дуже напруженому графіку.

— Які подальші перспективи розвитку суперкомп’ютерів у нашій країні і яку роль вони можуть відіграти в українській науці, промисловості, народному господарстві? — з таким запитанням кореспондент тижневика звернувся до директора Центру суперкомп’ютерних обчислень Національного технічного університету України «КПІ», кандидата технічних наук Сергія СТИРЕНКА.

— Історія нашого суперкомп’ютера розпочалася не дуже давно, у 2006 році, — розповів Сергій Григорович. У грудні 2008-го ми вийшли на перше місце серед суперкомп’ютерів України і на шістнадцяте — серед 50 найпотужніших комп’ютерів СНД (див. //supercomputers.ru/?page=rating).

Наше завдання — найбільш збалансовано завантажити кластер реальними завданнями, для вирішення яких потрібно високопродуктивне паралельне середовище, а також залучити фахівців у різних предметних сферах для розв’язання завдань, які потребують великого обсягу обчислень і/або вихідних даних.

— Спочатку скаржилися, що суперкомп’ютери недозавантажені, і навіть було незрозуміло, навіщо їх будувати у нас...

— Це можна пояснити тим, що кожна нова справа завжди потребує певного часу для розгону. Нещодавно я спілкувався з колегами з МДУ ім.Ломоносова, де працює один із найпотужніших російських суперкомп’ютерів (2-ге
місце в Тор-50 СНД), а також побував у Міжвідомчому суперкомп’ютерному центрі Російської академії наук. Він більш ніж удесятеро потужніший за наш, із піковою продуктивністю близько 95 Tflops (1-ше місце в Тор-50 СНД).

До речі, в Росії почали створювати такі суперкомп’ютери приблизно років на десять раніше від нас. Вони так само зіштовхнулися з тим, що від вкладених грошей спочатку не було реальної економічної віддачі. Чимало часу знадобилося на те, аби зрозуміти: суперкомп’ютери не дають сьогохвилинної вигоди. Це інвестиції в майбутнє науки і країни загалом.

Суперобчислення, як і фундаментальна наука, — явища в принципі не комерційні. Це тільки більш досконалий інструмент у руках ученого або інженера. Хоча припускаю, що це явище тимчасове. Принаймні так триватиме доти, поки у комерційних підприємств не з’являться масштабні завдання для розміщення на таких надпотужних ресурсах. Коли ж вони з’являться в народному господарстві, ситуація зміниться.

На сьогодні етап розгону ми пройшли, і середнє завантаження на суперкомп’ютері становить 60—70% від загального ресурсу. Це досить високий відсоток завантаженості.

До речі, ситуацію щодо завантаження на нашому суперкомп’ютері можна побачити з будь-якого місця, де є Інтернет. Моніторяться всі суперкомп’ютери України, включені в національне GRID-середовище: Інституту теоретичної фізики, Національного університету ім.Шевченка та ін.

— Яка категорія користувачів до вас звертається?

— Наших користувачів можна розділити на три групи. Першу становлять користувачі усередині університету — кафедри, факультети, інститути, які і госптематику виконують, і в навчальному процесі задіяні. Досвід НТУУ «КПІ» показує, що паралельне програмування — досить перспективний напрям у рамках роботи потужного сучасного університету.

Друга частина користувачів — це галузеві інститути і навчальні заклади. Ми активно співпрацюємо з різними українськими університетами в Києві, Запоріжжі, Львові, Харкові.

І третя категорія — це GRID-користувачі. Вони можуть перебувати в будь-якій точці світу, для запуску своїх завдань їм потрібно мати тільки сертифікат, якому довіряє наш центр.

— Якого класу завдання можна виділити у зарубіжних споживачів? Для фізики високих енергій?

— Основна маса даних із ЦЕРНу ще не пішла. Ми отримали листа з Женеви про те, що суперколайдер запускають у тестову експлуатацію тільки у вересні.

— А хіба досі вони не надсилали вам даних для тестових випробувань?

— Усе, що вони надсилали раніше, уже прораховано. Ми протестували їхні програми для запуску на нашому кластері і з’ясували, що готові до приймання великого обсягу даних, які надходитимуть, коли колайдер почне працювати. Нині на цьому напрямі ми перебуваємо в режимі чекання. Але першим ешелоном для приймання даних із ЦЕРНу є дата-центри, розміщені у Швейцарії, Франції, Німеччині. На цьому напрямі ми тісно співпрацюємо з Інститутом теоретичної фізики НАНУ і надаємо ресурс для них.

Багато досліджень проводять також біологи, генетики, хіміки, механіки, фахівці з Національного космічного агентства України. Вони запускають потужні завдання на кластерах, використовуючи прикладні пакети програм, написані спеціально для них.

— А гуманітарії не звертаються до вас?

— Економістів ми поки що тільки знайомимо з нашими можливостями. Але українські економісти тільки підтягуються до розуміння своїх завдань з погляду моделювання на кластері. Поки що їм вистачає потужностей і персональних комп’ютерів. Щоправда, нині вони готуються використовувати наші можливості для набуття більш точних результатів в макроекономічному прогнозуванні.

Разом з ученими Інституту математики НАНУ ми працюємо над цікавим завданням — моделюванням трафіка автомобільних доріг. Це типове завдання, яке описується рівняннями Пуассона для руху рідини. У ній трафік руху автомобілів містом розглядається як рух потоку рідини. Завдання досить трудомістке, знадобляться обчислювальні ресурси набагато більші, ніж ті, які має сьогодні наш суперкомп’ютер. Поки що ми тестуємо це програмне забезпечення, але плануємо розміщувати його в GRID-середовищі.

Висококваліфіковані IT-спеціалісти головна цінність центру. Ми докладаємо зусиль, причому чималих, аби втримати кадри, які у нас набираються досвіду роботи. Тож такий центр — дуже сучасна і надзвичайно потрібна науково-інженерна установа для університету, для науки і для країни.