СКІТ-3 ТРЕБА РЯТУВАТИ -Український суперкомп’ютер, створений фахівцями Інституту кібернетики НАН України, міг би конкурувати з аналогічними електронно-обчислювальними системами передових країн світу. Проте він, не маючи фінансової підтримки держави, впевнено пасе задніх. Кібернетики не витримують: СКІТ-3 треба рятувати! Та якщо вченим не допомогти грішми, ще трохи – і Україна не зможе наздогнати навіть країни СНД. Невже ми цього хочемо?

 

Комп’ютери вже давно увійшли в життя практично кожної родини – за їх допомоги спілкуються, вчаться, купують речі, ба – навіть знайомляться й одружуються. Тобто, потенціал цих машин, які ще якихось півстоліття тому більшості здавалися фантастикою, важко переоцінити навіть на побутовому  рівні. Що й казати про глобальніші речі, коли можливості комп’ютерів залучаються до вирішення завдань державного значення. Не вірите? Тоді з якого б це дива уряди багатьох країн викидали на розвиток своїх комп’ютерних систем мільйони доларів? Що-що, а гроші рахувати капіталісти вміють добре.

РОСІЯ НАРОЩУЄ… ЕЛЕКТРОННІ «М’ЯЗИ»

На початку березня в інтернеті з’явилася інформація, що в ядерному центрі міста Сарова, підвідомчому  державній  корпорації «Росатом», запрацював комп’ютер потужністю 1 петафлопс.  На сьогодні це найпотужніший суперкомп’ютер у Російській  Федерації, що посів 12-ий щабель у світовому  рейтингу  ТОП-500 і 1-ий – у рейтингу  ТОП-50 самої Росії  й країн СНД. Пересічному користувачеві навіть уявити цю машину несила – така система відрізняється  від звичайного  комп’ютера, який стоїть у будь-кого з нас на столі, як, образно кажучи,  планета Земля від Сонячної системи. Причому як за потужністю, так і за розмірами.

Що цікаво, ядерний  центр  у Сарові завжди мав потужні  комп’ютерні системи, часто найпотужніші  на теренах  СНД, та – через рівень засекреченості організації  – вони практично ніде  не  «світилися». Найновіший обчислювальний комплекс, про який таки стало відомо широкому загалу, за словами фахівців  «Росатома», ввели в експлуатацію на 9 місяців раніше запланованого терміну. Причому в держкорпорації зупинятися на теперішніх параметрах свого дітища не збираються – вчені планують збільшувати  потужність  удесятеро кожні 10 років. Це дозволить  до 2020-го вийти на екзафлопсний рівень.

До речі, фахівці, намагаючись знайти ту відправну точку,   за   якою  звичайний комп’ютер перетворюється   на  суперкомп’ютер, згоди так і не дійшли. Дехто бере до уваги вагу: мовляв, якщо важить понад тонну. Інші зважають на використовувану потужність: якщо треба більше  1 МВт,  це вже серйозно.  А найбільш прагматичні кажуть: машина перетворюється на супермашину, якщо коштує дорожче $1 млн…

Так ось, у наших сусідів-росіян  суперкомп’ютерів, як  стверджують   фахівці, щонайменше 5. Окрім комп’ютера у Сарові, який служить  військовим,  є ще  система «Ломоносов» – у Московському держуніверситеті. Свого часу саме він у Росії тримав першість  за  потужністю  і  входив у двадцятку найпотужніших  світових суперкомп’ютерних   систем.    Та        зараз «Ломоносов» удвічі поступається саровському «колезі».  Хоча вчені з МДУ  нікому поступатися не планують – вже цього року їх суперкомп’ютерний комплекс наростить «м’язи» з 510 терафлопс до 1,3 петафлопс, тобто стане навіть  потужнішим, ніж саровський.

Щоправда,  в США  перші петафлопсні системи з’явилися на 3 роки раніше, ніж у Росії. Йдеться  насамперед  про суперкомп’ютер, створений  для американського міністерства енергетики, який встановили в одній з лабораторій у Нью-Мексико. Та навіть найпередовіша техніка, якщо її не модернізувати і не вкладати в неї кошти, зазначають українські  вчені, обов’язково втрачає  свої позиції – зазвичай  ресурсу вистачає на 4-5 років. За цей час обладнання встигає морально застаріти, тож ці роки варто використати  максимально ефективно, аби вкладені раніше кошти не виявилися викинутими на вітер.

СКІТ-3 ТРЕБА РЯТУВАТИ - ibm supercomputerМОДЕЛЮЄМО МАЙБУТНЄ?

На що здатен  звичайний  комп’ютер, сучасна людина більш-менш   розуміє. Найпростіше його використання – у якості друкарської  машинки, тобто робота з різноманітними документами. Окрім того, це – через інтернет – зв’язок зі світом, друзями у найрізноманітніших  куточках планети, електронна  пошта, що впевнено  замінює звичайну, якщо не треба пересилати щось матеріальне. Можливості ж цілої електронно-обчислювальної системи, котру віддалено можна зрівняти  з певною кількістю з’єднаних  між собою серверів,  набагато ширші.

 «Суперкомп’ютер потрібний  скрізь,  де треба вирішувати складні задачі, – роз’яснюють фахівці Інституту кібернетики ім. В.Глушкова Національної академії наук України, де створенням таких систем почали займатися ще за Радянського  Союзу, – один із найголовніших напрямків – моделювання економічних процесів. Але ж надскладні завдання є не тільки в економіці, а й у галузях науки, техніки,  екології,  сільського господарства й безпеки, зрештою, в космічній».  Насправді ці розумні машини потрібні  метеорологам, в роботі з біотехнологіями, у фармації, медицині, в сфері фінансів, – словом, скрізь,  де важлива не лише точність,   але  й  затрачений  час. Суперкомп’ютери використовуються навіть при розшифровці  геному людини, пошуку сучасних методів діагностики, створенні нових ліків від серйозних  хвороб… За розумного використання таких технологій успіхи можуть  перевершити найсміливіші сподівання.

Триматися на рівні можна за єдиної  умови – достатнього фінансування, котре дозволить вчасно модернізувати техніку. або, якщо простіше, «залізо».

А ЩО У СВІТІ

Вчені зазначають: зараз уже не можна говорити,  що якась країна попереду  у сфері створення  таких обчислювальних суперсистем, а якась  пасе задніх. Маючи достатній науковий  потенціал, який вирішуватиме математичну частину завдань, триматися   на  рівні  можна за   єдиної умови – достатнього фінансування, котре дозволить вчасно модернізувати техніку, або, якщо ще простіше, – «залізо». Саме тому світовий рейтинг скидається   на живий організм, де постійно змінюються фігуранти певних позицій.

Так, зараз перша позиція  у списку ТОП-500 (а остання  його ревізія відбулась  у листопаді минулого року) уже належить не американцям і не японцям, як було раніше. Найпотужніший суперкомп’ютер – китайський комплекс Tianhe-1A (4,7 PFLOPS). У спину йому дихає американська супер ЕОМ Cray XT5 Jaguar  (2,3  PFLOPS). До речі,  саме американці планують вже до 2018-го – на 2 роки раніше за росіян – створити систему екзафлопсного  класу. Таку  інформацію оприлюднило одне з агентств, що працює у структурі Міноборони США.

Найпотужніший європейський суперкомп’ютер – німецький, у ТОП-500 він посідає 5-ту позицію.  Росіяни в першу десятку поки що не потрапили,  хоча  наміри такі мають. «Зараз створена мережа суперкомп’ютерів у наукових закладах, – зазначає міністр зв’язку й масових комунікацій  РФ Ігор Щоголев, – і наше завдання – використовувати їхні потужності й для промисловості».  Тобто, йдеться про те, що створення потужних електронно-обчислювальних систем  перетворилося   на один із  реальних пріоритетів модернізації сусідньої країни. А останнім часом до компанії країн, здатних створювати надпотужні комп’ютерні системи, приєднався ще й Іран – ця країна оголосила, що теж має два суперкомп’ютери, у столичному в Тегерані та істфаханському Технологічному університетах.

Хтось    може  поцікавитись, навіщо потрібна  техніка такої потужності:  якщо впроваджувати її у виробництво, доведеться готувати фахівців, котрі вмітимуть з нею працювати. Все це правильно. Та, переконують учені, гра таки варта  витрачених зусиль.  Якщо  йдеться про екзафлопсний рівень, їх створення, за словами кібернетиків, дозволить вирішувати задачі, що потребують масштабного моделювання з високою точністю. Приміром, фахівці штатівського міністерства  енергетики  вважають  такий суперкомп’ютер  своєрідним інструментом енергетичної безпеки країни. Він повинен стати у нагоді при розвідці нафтогазових родовищ, створенні нових видів синтетичного палива й інших важливих напрямах.

Після повеней у Західній Україні зсовуються будинки. Для людей це справжня катастрофа. А що це означає з точки зору науки? Що ще на етапі планування будівництва відповідним чином не дослідили природне середовище. Геологи, використовуючи суперкомп’ютер, можуть давати попередню характеристику ґрунтів на задану глибину – і це дасть змогу не допускати неприємностей.

СКІТ-3 ТРЕБА РЯТУВАТИ - 2417 7854ЧОМУ ВІДСТАЄМО МИ?

До речі, набагато серйозніше, аніж це робиться зараз, подумати про енергетичну безпеку нашої країни не завадило б й вітчизняному  урядові.  Тим більше, що Україна має власний суперкомп’ютер, котрий, як переконують вчені Інституту кібернетики, здатний займатися роботою такого ґатунку. Проте на  даному етапі його  потужність – а це всього 7,5 терафлопс – у світовий рейтинг  ТОП-500 потрапити  не дозволяє. Більше того, директор цього інституту академік Іван Сергієнко зазначає, що їхній суперкоп’ютер   СКІТ-3,  котрий  уже кілька разів вдосконалювали,  зараз завантажений під саму зав’язку.  Тому  якщо ми не хочемо безнадійно  відставати від інших країн, навіть у межах  СНД, про це слід подбати.  Адже забезпечення  дієвого електронного урядування й електронних бізнесів (електронних держзакупівель, електронних  рахунків, електронної  комерції, телемедицини, тощо) не лише надасть державним посадовцям і українським бізнесменам нову інфраструктуру раціональної взаємодії й суттєво підвищить  конкурентоспроможність української економіки  як локомотива сталого розвитку держави, а й забезпечить прозорість  заходів і засобів влади  для широких  верств  населення.  В системі охорони здоров’я, приміром, використання такої надсучасної обчислювальної машини дасть змогу реально оцінити й покращити загальний стан  людських ресурсів.

До їхнього суперкомп’ютера,  зазначають фахівці з Інституту кібернетики, вже сьогодні під’єднані  комп’ютерні  системи більшості науково-дослідних  установ, що розкидані по всіх областях країни. Тобто, в Україні  створена й активно функціонує внутрішня  мережа, яка дозволяє  науковцям, використовуючи  можливості  СКІТ-3, вирішувати  складні сучасні задачі.  «Ми працюємо, скажімо, з нашими геологами, – деталізує академік Сергієнко, – і роботи – непочатий край. Простий приклад:  після повеней  у Західній Україні  зсовуються будинки. Для людей це справжня катастрофа. А що це означає з точки зору науки? Що ще  на етапі планування  будівництва відповідним чином не дослідили природне середовище. Геологи, використовуючи суперкомп’ютер, можуть давати попередню характеристику ґрунтів на задану глибину – і це дасть змогу не допускати неприємностей».

Ця проблема, якщо зважити  на місцевість, на якій розташований Київ, актуальна і для столиці.  Щоб розставити  тут усі крапки над «і», потрібно, зазначає вчений, проводити серйозне геологічне дослідження. Воно дасть  відповіді на багато запитань, що стосуються насамперед майбутньої  забудови.  Тобто, геологи  беруться точно сказати, де можна будувати хмарочос чи новий торгово-розважальний комплекс, а  де,  як, скажімо, біля станції метро «Театральна», такому  будівництву   зась. З одного боку, наші геологи, що діють у тісній зв’язці з кібернетиками,  не тільки вміють,  але й можуть  це зробити.  Але з іншого боку, на таку справу потрібні чималі гроші. Окрім того, йдеться про дослідження величезного  за  площею  –  десь 200 км на 100 км – прямокутника,  тож потрібно  отримати ще й купу дозволів, що, в свою чергу, забере багато часу. Та є тут ще одне серйозне  «гальмо» – якщо місто знатиме, де будувати не можна, як же тоді можновладці задовольнятимуть власні інтереси і потреби?! Сьогодні на історичних будівлях з’являються тріщини – й до цього нікому немає діла.

«Ми співпрацюємо  не лише з ученими, причому  як українськими,  так і  з інших країн, – продовжує мій співбесідник, – а й з деякими державними установами, що розуміють необхідність використання надсучасної електронно-обчислювальної техніки. Скажімо, можливості  СКІТ-3 використовують співробітники  Служби безпеки України, причому у них є фахівці, які за рівнем підготовки  не поступаються нашим». Окрім того, у 2008-2010 роках за допомогою СКІТ-3 в Інституті кібернетики розробили кілька ІТ, призначених  для моделювання та моніторингу  обслуговування зовнішнього боргу країни, розв’язання задач з оптимізації держбюджету, в тому числі – й сукупності територіальних бюджетів, з урахуванням розподілу критичних  ресурсів і продуктів.

Вчені, додає академік Сергієнко, вже попереджали: щоб країна й далі могла конкурувати у цій царині з іншими, СКІТ у черговий раз треба  модернізувати.  Коли я зустрілась з Іваном Васильовичем уперше (а це сталось восени  минулого  року), він розповів,  що необхідність  такого кроку вчені спробували  пояснити  найвищому керівництву  держави.  «А щоб підсилити потужність  цієї системи  у 100 разів, – ділиться директор інституту,  –  коштів треба не так і багато – приблизно 60 млн грн». Що це дасть на практиці? Розширить можливості практично скрізь, де використовується ця обчислювальна  система. Застосування модернізованого  комплексу СКІТ-4  передусім  дозволить  без значних капітальних витрат підвищити якість і знизити собівартість продукції  як, скажімо, у сільському господарстві, так і в хімічній чи металургійній галузях. Тут варто виокремити моніторинг техногенного впливу на екологію довкілля, зокрема задачі оцінювання й моніторингу споживання питної води в Україні як території із малими запасами цього ресурсу. До речі, саме в цьому напряму на СКІТ-3  вже працюють  понад три десятки високопродуктивних інтелектуальних ІТ для задач міцності конструкцій (споруд і будівель, об’єктів гідротехніки,  аероракетних комплексів), моделювання забруднень, моніторингу  видобутку сировини тощо.

Минуло півроку, а віз, як це не банально звучить, і нині там. Керівництво  Академії наук  України, розуміючи,  що ситуація майже критична, нещодавно звернулося з листом до  прем’єр-міністра   Миколи Азарова. В Україні, як зазначають учені, яка традиційно   має  високий науково-технічний потенціал у галузі створення сучасних високопродуктивних інтелектуальних інформаційних  технологій та систем, починаючи з 2004 року, працює один із найбільш потужних вітчизняних суперкомп’ютерних кластерних комплексів «СКІТ». Його використання  дозволило започаткувати  в нашій країні розвиток високопродуктивних обчислень.

Цей комплекс, якщо бути точним, обслуговує понад 40 груп користувачів,  які розв’язують задачі, пов’язані  з адронним колайдером, ризиками техногенного втручання, з  математичним   моделюванням стану різних секторів економіки  держави, ефективним використанням енергетичних  ресурсів  та підвищення  енергетичної  безпеки, захисту інформації у комп’ютерно-телекомунікаційних системах, обороноздатності держави. Розпочато роботи з моделювання процесів у працюючих вугільних шахтах. Якщо не удосконалити систему, вирішувати  надсучасні  проблеми на належному рівні буде неможливо. Гроші потрібні  насамперед для закупівлі  обчислювальних вузлів та пов’язаного з ними обладнання, а також для збільшення потужності систем охолодження й енергозабезпечення. Потрібно, звичайно ж, додаткове приміщення, кабельні мережі, та ці проблеми за наявності фінансування легко вирішуються. Якщо все буде зроблено й  СКІТ-3   перетвориться   на  СКІТ-4,   за   словами   Івана Васильовича, це дозволить Інституту кібернетики НАНУ вийти на 40-55 місце в TОП-500 у світі та 2-3 місце в TОП-50 у СНД.

Вчені зазначають: зараз уже не можна говорити, що якась країна попереду у сфері створення таких обчислювальних суперсистем, а якась пасе задніх. Рейтинг скидається на живий організм, де постійно змінюються фігуранти певних позицій.

СКІТ-3 ТРЕБА РЯТУВАТИ - 09ЗЕЛЕНЕ «ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ»

До речі, про гроші.  З вітчизняним суперкомп’ютером усе зрозуміло – він є і поки що безнадійно не застарів. Тож відповідне фінансування здатне не просто врятувати імідж держави у цій царині, а й створити в країні обчислювальну систему, котра забезпечуватиме діяльність самої країни. Щоправда, поки що реакції урядовців на звернення вчених немає – чи то часу їм бракує, аби познайомитися з листом від Академії наук, чи не бачать власного зиску, а чи просто не розуміють, наскільки  це важливо. А тим часом у Росії питанням створення суперкомп’ютерів,  судячи з публікацій, з якими можна ознайомитись в інтернеті, опікується прем’єр-міністр Володимир Путін ледь не особисто.  Так, після зустрічі  з Путіним президента Російської АН на реалізацію одного з проектів  їхні вчені отримали 65 млн рублів. Небагато, якщо зважати на суми, що витрачаються іншими державами (а вони набагато більші!), проте гроші використали за призначенням – і машину створили.

Річ у тім, що грати один перед одним воєнними «м’язами» у наш час уже не вигідно – сучасне озброєння може легко знищити всю планету, але хто від цього виграє? Тому гонка  за першість перекочувала в інші сфери – й зараз змагаються у створенні надскладних науково-технічних  систем – космічних, авіаційних, енергетичних та інших. Від їх рівня залежить – без будь-яких перебільшень – рівень національної безпеки країни.

Розуміючи  це, президент Сполучених Штатів Барак Обама кошти на створення суперкомп’ютерів нового покоління вніс окремим рядком у цьогорічний  бюджет. А тепер – конкретні  цифри, котрі й не снилися нашим ученим: за проектом створення обчислювальної системи екзафлопсного  рівня, що його підтримує  американський президент,  тільки на первинну розробку нової супермашини Міністерство енергетики США може розраховувати на $126 млн. Але це – далеко не все. Відомо, що дві компанії, котрі займаються розробкою надсучасної комп’ютерної техніки, на створення нової обчислювальної системи отримали близько $500 млн. Як гадаєте, хто їх фінансував? Пентагон. Опікується проектом Управління перспективного планування оборонних науково-дослідних робіт – головна науково-дослідницька організація американського військового відомства, фахівці  котрої  свого часу створили  спеціальну  мережу,  що стала прообразом інтернету. То як, когось ще треба переконувати, що створення надсучасних електронно-обчислювальних  систем – не просто певний імідж держави, а нагальна необхідність її життєдіяльності?!

…І НАОСТАНОК

Отже, суперкомп’ютерні  технології  й системи – один з головних чинників, що визначають конкурентоспроможність  економіки  держави та рівень її технологічного розвитку. Без їх використання вже неможливо  створювати сучасну техніку,  нові матеріали,  лікарські засоби, моделювати екологічні,  технологічні  й інші загрози, прогнозувати й розраховувати варіанти мінімізації  їх негативного впливу. Понад 60% світових високопродуктивних  обчислювальних ресурсів саме і використовуються  для розв’язання задач економіки, управління фінансами, промисловості,  нафтогазової  та інженерно-геологічної галузей, решта орієнтовані  на задачі науки та підвищення обороноздатності. Й навіть вони, як це не прикро, не завжди дають змогу уникнути, скажімо, екологічних або техногенних катастроф. Останній приклад – серія потужних землетрусів і цунамі в Японії, що стали причиною аварії на атомній електростанції «Фукусіма-1». Проте без таких систем у майбутньому, переконують учені, робити нічого, особливо якщо країна хоче  щось значити  у масштабах планети.  Тож питання тільки в тому, чи хоче Україна щось значити?!

Флопс (10) – величина, що використовується для вимірювання обчислювальної потужності  суперкомп’ютера  й показує, скільки операцій із плаваючою комою у секунду виконує певна обчислювальна система. У розрахунках нею почали користуватися в 1941 році. Терафлопс, за системою СІ, це 1012 (з 1997 р.). Петафлопс, відповідно, 1015  (2008 р.), екзафлопс – 1018, проте систем з такою потужністю ще не створили.

Лариса ЧАЙКА

Від Педагогічна Преса

Керівник порталу

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *