Конференція Високопродуктивні обчислення, Київ, 13-15 жовтня 2014

Білоруські суперкомп’ютери використовуються тубдиспансером та КДБ

Останні кілька років у Білорусії успішно розвивається програма «СКІФ-ГРІД». Це об’єднання суперкомп’ютерних систем (в даному випадку – класу «СКІФ») в обчислювальні кластери, завдяки чому їх потужність значно зростає.

Грід-обчислення – форма розподілених обчислень, в якій «віртуальний суперкомп’ютер» представлений у вигляді кластерів, з’єднаних між собою мережею, слабкопов’язаних, гетерогенних комп’ютерів, які працюють разом над виконанням величезної кількості задач. Цю технологію застосовують для розв’язання наукових, математичних задач, які вимагають значних обчислювальних ресурсів.

Грід-обчислення використовуються також у комерційній інфраструктурі для розв’язання таких складних задач, як економічне прогнозування, сейсмоаналіз, розробка та вивчення властивостей нових ліків.

Грід з точки зору мережевої організації являє собою узгоджене, відкрите та стандартизоване середовище, яке забезпечує гнучкий, безпечний, скоординований розподіл обчислювальних ресурсів та ресурсів збереження інформації, які є частиною цього середовища, в рамках однієї віртуальної організації.

Грід є географічно розподіленою інфраструктурою, яка об’єднує безліч ресурсів різних типів (процесори, пам’ять, сховища, бази даних, мережі), доступ до яких користувач отримує з будь-якої точки, незалежно від місця їх розташування.

На думку спеціалістів, «СКІФ-ГРІД» – дуже вдала програма. З багатьох точок зору. Програму було спрямовано на розвиток суперкомп’ютерного напрямку та власне грід-технологій. Грід-технології на момент початку виконання програми були найбільш перспективними з точки зору надання обчислювальних ресурсів та систем збереження даних для наукових досліджень, які вимагали величезних обчислювальних ресурсів та обробки великих обсягів даних.

Про те, як розвивався цей проект та чим він зрештою став, розповідає Анатолій Криштофик, виконавчий директор програми «СКІФ-ГРІД» Об’єднаного інституту проблем інформатики НАН Білорусії.

Європейська наукова спільнота почала освоювати грід-технології з метою обробки даних, які надходять з Великого адронного колайдера. Оскільки експерименти дають неймовірну кількість даних, для їх обробки необхідні вже не просто суперкомп’ютери, а об’єднання суперкомп’ютерних систем. Власне грід-технології з’явились у США, там само було розроблене спеціальне програмне забезпечення, а Європейський Союз почав свою власну розробку грід-технологій.

І коли Євросоюз почав займатись цими технологіями, спочатку в основу поклали американський програмний продукт. Але в подальшому європейці пішли від цього та почали розробляти власні програми. Скажімо так: ПЗ проміжного рівня (middleware), яке, власне, і створює грід-мережу, – це вільне, відкрите ПЗ. Ним може скористатись будь-який розробник грід-мереж.

«Якщо розглядати ситуацію в Білорусії, то ми зробили у розвитку грід-технологій власний крок уперед, – говорить Анатолій Криштофик. – По-перше, ми стали учасниками європейських грід-проектів. Першим був проект «Балтик грід» зі створення загальноєвропейської інфраструктури. А потім ми стали повноправним членом європейської грід-ініціативи – наш інститут представляє її у Білорусії. Тепер ми беремо участь у загальному проекті, в якому беруть участь практично весь Євросоюз, США, Канада та вісім азіатських країн.

В рамках виконання програми та участі у міжнародних грід-проектах, ми створили два сегменти національної грід-мережі з різноманітним програмним забезпеченням проміжного рівня. Національна грід-мережа інтегрована у європейську, а також в загальний обчислювальний простір союзної держави Білорусії та Росії.

Що стосується Росії, то вона почала брати участь в таких проектах значно раніше Білорусії. Однак, коли ми реалізовували спільний грід-проект Союзної держави, ми не використовували російське middleware. Ми взяли європейське ПЗ та доробили його для своїх потреб.

Хочу відмітити, що європейці цінують наші успіхи та досягнення, але дуже обережно ставляться до того, щоб допустити нас до розробки цих програмних засобів. Там все давно поділено, «зайвий рот», самі розумієте…

В Білорусії ж сама інфраструктура – ресурсні центри грід-мережі – розташовані в Об’єднаному інституті проблем інформатики, в БДУ, БНТУ, БДУІР, в Соснах та Гродненському університеті. Ну а база користувачів набагато ширша та різноманітніша. Це і силові структури, КДБ, Академія Збройних сил, Академія наук. Це промислові підприємства, наприклад, до грід-мережі підключені три підприємства: мінський моторний завод, гродненський «Белкард» та МЗКТ.

Ну а далі – це охорона здоров’я. Підключені туберкульозний та онкологічний диспансери, НДІ епідеміології та мікробіології, ряд інших наукових закладів.

Одним словом, обчислювальні ресурси затребувані. Навіть доводиться обмежувати деяких користувачів. Тому що, наприклад, Інститут біоорганічної хімії при дослідженні білкових структур, геному людини, при розробці нових форм ліків використовує майже всі ресурси.»

За словами Анатолія Криштофика, хоч фінансування білоруської науки розпорядженням президента сильно зменшилось, проблем з фінансуванням у грід-проекту немає.

«З точки зору фінансування суперкомп’ютерних технологій питання досить прозаїчне, – розповідає Криштофик. – Коли у 2000 році Союзна держава почала освоєння суперкомп’ютерних технологій (тобто, на початку програми «СКІФ»), в розвинутих країнах суперкомп’ютери вже використовувались у виробництві. Ми лише починали освоювати їх.

Процес освоєння виявився досить тривалим та складним. Це і підготовка кадрів, і зміна поглядів керівництва, конструкторів та інших учасників виробничого процесу. Будемо так говорити: коли переходили від кульмана до персонального комп’ютера, цей процес тривав не одне десятиріччя. Проходив дуже важко.

З суперкомп’ютерами – аналогічний процес. Так, багато підприємств розуміють, що це потрібно, без цього не обійтись. Посилаюсь на слова головного конструктора МЗКТ. Традиційні методи розробки виробів на цьому заводі вимагають 10-15 років роботи. Ринки збуту вимагають 3-5 років. Тому що через 10-12 років новий автомобіль вже стане абсолютно неконкурентноздатним. Отже, при розробці необхідно використовувати обчислювальні ресурси, як це робиться в усьому світі. Виконувати моделювання та віртуальні випробування. Для цього і використовуються наші розробки».

Перспективи та плани

«Основну частину програми виконано ще у кінці 2010 року, – говорить Анатолій Криштофик. – Ми створили державну комісію та провели приймальні випробування дослідної ділянки грід-мережі. Її офіційна назва «Дослідна ділянка грід-мережі Союзної держави». А наш сегмент – «Національна грід-мережа».

Сьогодні ми розглядаємо розвиток даних технологій у кількох площинах. Це створення спеціалізованих апаратно-програмних засобів на базі суперкомп’ютерних систем для певних галузей. Зокрема, зараз знаходиться на узгодженні концепція «СКІФ-Надра», де передбачається розробка ряду спеціалізованих зразків для обробки геофізичної інформації. Для пошуку, розвідки та видобування корисних копалин.

Роки зо два ми займались концепцією програми «ОРБІС» (Об’єднана російсько-білоруська інфраструктура суперкомп’ютерного сервісу). Дана програма була ініційована у Держдумі РФ паном Кокошиним, який направив листа до Мінпромторгу Росії, щоб почали займатись розробкою даної концепції. Це було ще 2009 року.

В рамках цієї програми ми повинні займатись створенням суперкомп’ютерних комплексів для промислових підприємств. Повинні були… Але постійні зміни у Мінпромторгу призвели до того, що сила-силенна роботи, зусиль та енергії були просто змарновані.

У результаті тепер ми розглядаємо ряд інших напрямків. Ми подали проект до Міждержавної програми інноваційного розвитку країн СНД до 2020 року для об’єднання грід-мереж та проведення спільних наукових досліджень. У проекті беруть участь Росія, Білорусія та Молдова. Запрошували Україну та Казахстан… Казахстан взагалі не відреагував, це окреме складне питання. А в України не знайшлось грошей.

Проект пройшов міждержавну експертну раду, причому був включений до першочергових проектів, і влітку буде засідання виконавчого комітету країн СНД, де буде вирішуватись питання про його фінансування.

Про «СКІФ-Надра» я вже казав. Ще є проект «СКІФ-Союз» зі створення базової кіберінфраструктури Союзної держави. Це технологія ефективного використання обчислювальних ресурсів. І замість «ОРБІС» ми зараз розробляємо концепцію створення інформаційно-обчислювальних технологій для проектування наукомісткої продукції.

Теги: грід, проміжне програмне забезпечення, розподілені обчислення, СКІФ, суперкомп'ютер

Матеріали за темою:

Коментарі