«Интернациональный» СКИФ попал в Top500

«Только общими усилиями страны СНГ смогут занять достойное место в мировой промышленности», — утверждает госсекретарь Союзного государства России и Белоруссии Павел Бородин. Поводом к этому заявлению послужил успех межгосударственной программы «СуперКомпьютерная Инициатива «Феникс», больше известной как проект СКИФ.

Созданный в рамках проекта кластер СКИФ К-1000, занявший 98-е место в свежей версии мирового рейтинга суперкомпьютеров Top100 — стал уже вторым реальным результатом международного научного сотрудничества за последние два года. Его предшественник СКИФ-K500, который втрое уступал ему по производительности, занял 407-ю позицию в рейтинге Top500 годичной давности.

Изготовленный в рамках проекта виновник торжества — кластер СКИФ К-1000, занявший 98-е место в свежей версии мирового рейтинга суперкомпьютеров Top100 — стал уже вторым реальным результатом международного научного сотрудничества за последние два года

«Если в прошлом году мы доказали, что владеем суперкомпьютерными технологиями на уровне мировых стандартов, то сегодня мы с уверенностью говорим о полной ликвидации технологического отставания от Запада в этой области», — заявил Бородин. По его словам, российские и белорусские производители готовы оснащать предприятия обеих стран вычислительными мощностями мирового уровня.

«Кроме наращивания вычислительной мощности кластеров одним из важных результатов СКИФ является активное осваивание самых современных технологий и разработка отечественных устройств на их основе», — подчеркнул исполнительный директор программы СКИФ от РФ Сергей Абрамов. Так, в прошлом году в Научно-исследовательском центре электронно-вычислительной техники была подготовлена производственная база, проведена разработка конструкторской документации и освоены в производстве адаптеры для системной сети SCI, которые являются полными функциональными аналогами адаптеров компании Dolphin. Также было освоено производство плат ServNET (разработка — ИПС РАН, производство — НИИ ЭВМ), которые используются в машинах T-Forge32, СКИФ К-500 и ряде других кластеров, установленных в Минске, Переславле и Москве. В этом году вышли в свет платы ServNET 2, в разработке которой приняли участие ИПС РАН и «Т-Платформы».

Дуэль технологий

Если объединить усилия и распределить обязанности при создании СКИФ К-1000 между двумя странами оказалось относительно несложно, то выбор между двумя производителями процессоров дался гораздо труднее.

«Первоначально мы рассматривали несколько вариантов на основе практически всех современных процессоров архитектуры х86, — рассказывает Абрамов. — В результате получилась большая таблица сравнительных характеристик систем, каждая из которых имела свои преимущества».

Однако, по словам Абрамова, в итоге выбор сократился до двух моделей процессоров: ряд приложений, которые предполагалось исполнять на строящемся суперкомпьютере, требовали более 4 Гбайт оперативной памяти, вследствие чего все 32-разрядные модели были попросту вычеркнуты из списка, и в «финал» вышли 64-разрядные AMD Opteron и Intel Itanium 2.

И снова в качестве решающего фактора выступили потенциальные пользователи кластера. В процессе исследования выяснилось, что суперкомпьютер должен уметь работать как с 64-разрядными, так и с 32-разрядными приложениями. На тот момент это «умел» только Opteron, который и стал победителем технологической дуэли.

«Целью программы СКИФ подразумевает не только разработку и освоение в серийном производстве суперкомпьютеров, но и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе», — подчеркнул Абрамов, дав тем самым понять, что создатели СКИФ К-1000 руководствовались именно возможностью конкретного применения кластера, а не погоней за мощностью и рекордами. Более того, конструкторы постарались сделать СКИФ-К100 как можно более пригодным к промышленному производству: для этого особое внимание уделялось подготовке необходимой документации, были проведены предварительные и приемочные (государственные) испытания и т. д. Кроме того, по словам Абрамова, при выборе архитектуры суперкомпьютера учитывались и покупательная способность потенциальных пользователей — предприятий России и Белоруссии.

Тем не менее однозначно признать AMD победителем суперкомпьютерной гонки не готов никто (кроме представителей корпорации, которые утверждают, что технологическое отставание Intel в сегменте 64-разрядных процессоров, в том числе и многоядерных, составляет как минимум полгода). Во всяком случае, из 14 изготовленных с 2000 года в рамках СКИФ кластеров, шесть построено на процессорах Intel.

Нет однозначного предпочтения и у «Т-Платформ»: помимо СКИФ К-500, построенного на базе Intel Xeon/ (128 процессоров, пиковая производительность 717 GFLOPS), в прошлом году в ее стенах был создан кластер T-Forge32 на базе AMD Opteron (32 процессора, 115 GFLOPS), ставший первым в СНГ решением на этом процессоре. А в нынешнем году, помимо СКИФ К-1000 в стенах этой компании был построен кластер T-Bridge8i на новых Itanium 2 (8 процессоров, 37 GFLOPS), а также еще два кластера на базе AMD Opteron (T-Forge48 и T-Forge20HB).

Этап закончен. Что дальше?

Программа СКИФ была рассчитана на четыре года, в этом году она заканчивается. На нее было выделено 319 млн. руб. (в среднем около 80 млн. руб. в год); 162 млн. руб. предоставила российская и 157 млн. — белорусская сторона. В отличие от других программ такого масштаба, результаты СКИФ можно потрогать в прямом смысле слова, однако продлевать финансирование чиновники не торопятся.

«Нам говорят: нужно дождаться конца года и оценить результаты работы, ведь они могут оказаться отрицательными», — возмущается исполнительный директор программы СКИФ от России Сергей Абрамов. По его словам, программу необходимо продолжать и развивать, при этом главным критерием оценки должны стать даже не сами кластеры-рекордсмены, а возможность создания недорогих, но мощных вычислительных систем для промышленности стран-участниц проекта.

В подтверждение своим словам исполнительный директор программы СКИФ привел примеры практического использования уже существующих суперкомпьютеров: интенсивные квантовохимические расчеты для исследования органических соединений (синтез лекарств); создание параллельных версий программ MultiGen, BiS, DesPot и GAMESS, исследование перспективных органических парамагнетиков и материалов для создания молекулярных парамагнитных кристаллов.

Также на компьютерах, построенных в рамках СКИФ, было рассчитано детонационное горение, система охлаждения реактора и распространение пламени форсунки камеры сгорания газотурбинной установки, произведен расчет несущих конструкций карьерных самосвалов БелАЗ, рассчитаны динамические характеристики почвообрабатывающих агрегатов и т. д.

Кроме того, были разработаны программные средства для интеллектуальных систем (извлечение знаний из неструктурированных текстов, классификация неструктурированных текстов, высокорелевантный интеллектуальный поиск в хранилищах XML-документов и др.).