Як по-українському «кластер»?

Рахувати потрібно всім і багато: економістам, статистикам, військовим, екологам, математикам, урешті-решт. Щоб розв’язати складну задачу, знадобиться потужний комп’ютер. Купувати на Заході дорого, та й не продають вони нам сучасні машини, а своїх, начебто, тепер немає... Чи все ж таки є?..

Колись у Києві створювали комп’ютери. Сімейства «Дніпро», «Київ», «Мир», «Промінь», макроконвеєрні комплекси, автоматичні системи для ракет, корабельні комп’ютери «Карат», обчислювальний комплекс «Зірка» для виявлення підводних човнів. Українські комп’ютери не просто працювали на промисловість і оборону — у кожному з них було закладено нові ідеї й використано нові технології. Досить пригадати, що першу радянську обчислювальну машину МЕОМ — першу в континентальній Європі зі збереженою в пам’яті програмою — сконструював академік Лебедєв у Феофанії, під Києвом, 1951 року.

Важко уявити, як виглядав би в 60-х—80-х рейтинг світових суперкомп’ютерів «Тор500», якби він тоді існував — характеристики наших машин, за рідкісним винятком, потрапляли у відкритий доступ уже застарілими. І лише заднім числом ставало зрозуміло: вітчизняна техніка не поступалася західній. Ще одним підтвердженням цього стало присудження 1997 року Міжнародним комп’ютерним товариством медалей «Піонер комп’ютерної техніки» розробникові й конструкторові першого комп’ютера в Радянському Союзі академіку С.Лебедєву й засновникові Інституту кібернетики в Києві академіку В.Глушкову.

Наш номер 501-й?

Рейтинг «Тор500» складають фахівці університетів Маннхейма (Німеччина), Теннессі (США) й Національного науково-обчислювального центру енергетичних досліджень (NERSC) США. «Тор500» публікують двічі на рік, починаючи з червня 1993-го. Це не просто список п’ятисот найпотужніших комп’ютерів. Він дає уявлення про динаміку розвитку комп’ютеробудування — останній «Тор500» оновився більш як наполовину, про тенденції в цій галузі, нарешті, про загальний стан науки й економіки в тій чи іншій країні.

У передостанній, листопадовий 2003 рік у «Тор500» входили три російські комп’ютери й один білоруський. В останньому залишилося лише два російські. Вони посідають 391-у й 398-у позиції, поступаючись «розумним машинам» Польщі, Чехії, Оману, Південної Африки, не кажучи про визнаних лідерів галузі. Українських комп’ютерів у рейтингу немає.

Шанс...

За всієї безрадісності змальованої картини останній «Тор500» демонструє тенденцію, яка зберігає за Україною можливість повернутися у світовий суперкомп’ютерний клуб. Із п’ятисот найпотужніших сучасних обчислювальних машин більше половини — кластери. Кластери впевнено розташувалися в десятці найсильніших, зайнявши 2, 3, 5, 7 і 9-те місця. Лідер рейтингу, створений компанією NEC 2002 року Earth Simulator із його 35,86 трильйона операцій на секунду (терафлопс) поки що тримається, але продуктивність збудованого в Ліверморській національній лабораторії міністерства енергетики США Linux-кластера Thunder майже дотягає 20 терафлопс. Зміна лідера — справа найближчого року: в Оукріджській національній лабораторії США вже розпочали створювати кластер потужністю 50 терафлопс. Принципово відрізняються ці машини не лише ідеологією їхньої побудови, й, можливо, не стільки нею, скільки їхньою вартістю. Усім відомо: потужні машини коштують неймовірно дорого. Стосовно до першого номера «Тор500» це твердження цілком справедливе, Earth Simulator коштував 350 млн. дол., і робота над ним тривала понад два роки. На створення кластерів ідуть місяці, їх збирають із серійно випущених деталей, і обходяться вони в сім—десять разів дешевше. Не дивно, що кількість кластерів у «Тор500» за останній рік подвоїлася. Машина, яка здатна ввійти в першу сотню світового рейтингу, буде не дорожчою 5 млн. дол. Це приблизно третина тієї суми, яку Україна готова витратити на проведення конкурсу Євробачення наступного року. Але, як показує досвід Інституту кібернетики ім. В.Глушкова НАНУ, Верховна Рада не вважає за потрібне вкладати в майбутнє України навіть значно менші суми.

…і його реалізація

Історія українського кластера до дрібниць схожа на історію української науки останніх п’ятнадцяти років. Перспективні розробки середини й кінця вісімдесятих; катастрофа початку дев’яностих і наростаюче відставання не лише від світових лідерів, а й від країн, котрі в лідерах ніколи не були; існування на гранти; повільне й зовсім недостатнє відновлення сил після часткового поновлення фінансування в 2000—2001 роках.

Кластер не єдиний проект, над яким працює Інститут кібернетики, але це один із небагатьох напрямів, здатних принести серйозні практичні результати найближчим часом. Завдяки зусиллям директора Інституту кібернетики академіка Івана Сергієнка, котрий підтримував проект від моменту його виникнення, наполегливості президента НАНУ академіка Бориса Патона, розумінню проблеми першим віце-прем’єром Миколою Азаровим, величезній праці відділу теорії цифрових машин і систем Інституту кібернетики НАНУ під керівництвом доктора технічних наук Валерія Коваля робота над комп’ютером не припинялася останні десять років.

Нині відділ розробив і запустив дві машини сімейства ІК НАНУ ЮСТАР — 4-кластерну на восьми процесорах AMD Duron 950 МГц (2002 г) і 16-кластерну на 32 процесорах Intel Xeon 2.67 ГГц (2003). До кінця 2004 планується завершити роботи над 32-кластерним комп’ютером потужністю 0,3 терафлопс на 64 процесорах Intel Itanium 2. Цей останній розраховували зробити 128-процесорним, із характеристиками, що дозволяють увійти в «Тор500». Але у Верховної Ради, за якою залишалося останнє слово, виявився свій погляд на речі.

А навіщо нам це треба?

Певне, саме це запитання поставили депутати, вносячи поправки до бюджету. І не знайшли на нього відповідь. Інакше важко пояснити те, що суму, яку уряд готовий був витратити на перспективні проекти, подані Академією наук, Верховна Рада урізала втричі. Втричі скоротилося й фінансування робіт із кластера, у результаті шлях до «Тор500» для українського комп’ютера надійно перекрили. Тим часом відповідати на це запитання доведеться, правда, сформулювавши його трохи інакше: які комп’ютери та для чого потрібні Україні? Зрештою річ не в тому, щоб одна вітчизняна обчислювальна машина певний час промайнула в п’ятій сотні рейтингу. Потрібна державна програма, що передбачає створення 10—15 потужних кластерів. Розвиток української науки неможливий без сучасної обчислювальної техніки. Передусім це стосується стратегічних напрямів: транспорту, палива й енергетики, технологій живих систем, нових матеріалів і хімічних продуктів, інформаційних технологій і електроніки, екології та природокористування. Керівництво країни часто нагадує, що Україна — космічна держава, але освоєння космосу також вимагає потужних комп’ютерів. У комп’ютерах світового рівня вже давно мають потребу інститути НАНУ, підприємства ПЕК, Міністерство оборони, великі промислові компанії.

Висока потужність і низька вартість не лише дозволять кластерам швидко окупитися — вони неминуче дадуть істотний імпульс розвитку наукомістких галузей промисловості України.