Суперкомпьютеры в россии кратко
Обновлено: 02.07.2024
Национальный рынок суперкомпьютеров переходит в состояние ожидания политической стабильности и экономической предсказуемости.
Каталог Суперкомпьютеры (системы и проекты) доступен на TAdviser.
Содержание
Российские суперкомпьютеры в рейтинге Top500 мира
Российские суперкомпьютеры регулярно включаются в рейтинг крупнейших суперкомпьютеров мира. При этом вычислительные комплексы Росатома, используемые для моделирования ядерного оружия, нигде и никогда не афишируются, хотя, скорее всего, являются самыми мощными.
Минпромторг выделил ₽7,6 млрд на создание суперкомпьютера с российской архитектурой
Правительство пересматривает концепцию развития суперкомпьютерной инфраструктуры в России
Правительство РФ пересматривает концепцию развития суперкомпьютерной инфраструктуры. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Министерства науки и высшего образования РФ.
Отмечается, что концепция развития суперкомпьютерной инфраструктуры будет переработана до конца 2021 года в соответствии с новыми целями. Также планируется определить модель и структуру сети суперкомпьютерных центров, этапы и параметры роста производительности на десять лет вперед.
Для решения этой задачи при совете Минобрнауки РФ по цифровому развитию и информационным технологиям под руководством заместителя министра Александра Нарукавникова создана межведомственная рабочая группа в области высокопроизводительных вычислений. В нее вошли представители крупнейших суперкомпьютерных центров и профильных научных организаций страны, а также Национальной исследовательской компьютерной сети (НИКС).
По словам начальника отдела прикладной вычислительной инфраструктуры департамента цифрового развития Минобрнауки России Александра Матюнина, к середине ноября 2021 года рабочая группа проведет экспертную оценку того, суперкомпьютеры какой мощности и высокопроизводительные вычисления какого типа будут востребованы по ключевым направлениям российской науки, образования и промышленности.
В середине октября президент Российской академии наук Александр Сергеев заявил, что Россия более чем в 100 раз отстает от ведущего мирового уровня по производительности суперкомпьютеров. [1]
Выпуск подкаста с главой ИПС РАН Сергеем Абрамовым о текущем состоянии суперкомпьютерной отрасли в РФ
Глава ИПС РАН Сергей Абрамов: Россия на 12,5 лет отстала от США по суперкомпьютерной мощности
В 2020 году практически все страны, присутствующие в списке топ-500 мощнейших вычислительных систем мира, наращивали свои суперкомпьютерные мощности. Особый рывок совершила Япония, чей суперкомпьютер занял в последней редакции списка первое место. А Россия, по подсчетам Сергея Абрамова, за год увеличила отставание от других стран ровно на один год.
К концу 2020 года все страны-лидеры построили нормальную, иерархическую, сбалансированную суперкомпьютерную кибер-инфраструктуру, а в России она отсутствует, заявил Сергей Абрамов. И в 2019 году в суперкомпьютерном сообществе говорили о том, что в России надо заново создавать национальную суперкомпьютерную инфраструктуру.
Владимир Путин поручил увеличить в России мощности вычислительных ресурсов суперкомпьютерных центров, в том числе региональных, для проведения высокопроизводительных вычислений научных и образовательных организаций. Соответствующее поручение президента опубликовано на сайте его администрации 10 апреля 2020 года.
Поручение главы государства также предусматривает установление порядка взаимодействия суперкомпьютерных центров между собой, с научными и образовательными организациями на базе национальной исследовательской компьютерной сети нового поколения, увеличение её пропускной способности и территориальной доступности.
Инициатором поручения является первый заместитель директора института вычислительных технологий Сибирского отделения РАН Андрей Юрченко. При взаимодействии с правительством он будет контролировать исполнение поручения, сообщили в Сибирском отделении РАН.
В ходе встречи президента с представителями общественности, состоявшейся в Череповце 4 февраля 2020 года, Андрей Юрченко заметил, что для вхождения России в пятёрку мировых научных держав необходимо развитие в ней суперкомпьютерной инфраструктуры. При этом он обратил внимание президента на факты, говорящие о критическом отставании регионов России по развитию суперкомпьютерной отрасли.
Особенно заметным, по мнению ученого, это отставание становится в удалении от центра России. Так, Сибирское отделение Российской академии наук, включающее в себя 144 НИИ и федеральных исследовательских центров (ФИЦ), 170 ВУЗов и объединяющее свыше 11 тыс. ученых, обладает менее чем 1,5% суперкомпьютерных ресурсов страны. Это имеет критическое значение для обеспечения требуемых показателей развития научно-инновационной деятельности в регионах.
В Сибирском отделении РАН обращают внимание, что суперкомпьютерная отрасль – одна из наиболее конкурентных в мире.
Однако в последующие несколько лет какой-либо активной деятельности государства, связанной с суперкомпьютерами, не наблюдалось. Вновь к ним вернулись только в 2016 году - 7 августа было издано поручение ирезидента о повышении эффективности развития суперкомпьютерных и грид-технологий.
2018: Российский суперкомпьютер становится массовым явлением
Суммарная производительность систем из списка Топ-50 на тесте Linpack за полгода выросла с 8,7 ПФЛОПС (квадриллионов (1015) операций с плавающей точкой в секунду) до 10,7 ПФЛОПС. Суммарная пиковая производительность систем списка при этом достигла 17,4 ПФЛОПС, хотя еще полгода назад в предыдущей редакции списка она составляла только 13,4 ПФЛОПС.
Всего за полгода, прошедшие с публикации предыдущего рейтинга Топ-50, список пополнился девятью совершенно новыми суперкомпьютерами, и семь систем из списка прошли масштабное обновление. Эти показатели, по данным составителей Топ-50, являются рекордом за последние шесть лет.
Заявок на вхождение в рейтинг было больше, но не все системы преодолели нижний порог производительности: для вхождения в нынешнюю редакцию Топ-50 потребовалась производительность на тесте Linpack не менее 42,6 ТФЛОПС против 38,1 ТФЛОПС в предыдущей редакции.
Составители рейтинга отмечают, что основные изменения в последней редакции Топ-50 пришлись не на лидеров списка, но на системы с производительностью 50-70 ТФЛОПС. Это говорит о том, что суперкомпьютер в России стал достаточно массовым явлением, и его производительность закладывается не ради рекордов, но уже с учетом потребностей и финансовых возможностей заказчика.
Российская наука и образование остались главными потребителями суперкомпьютерных мощностей, на них, как и в прежней редакции, пришлось 18 систем из рейтинга. Количество систем для конкретных прикладных исследований уменьшилось с 16 до 14. Число систем HPC в промышленности также несколько сократилось – с пяти до четырех; число систем в финансовой области осталось равным трем.
2015: Счётная палата: государство потратило 4,9 млрд руб. на неработающие суперкомпьютеры и грид-сети
13 ноября 2015 года стало известно о выводах Счетной палаты относительно государственных трат на на создание суперкомпьютеров и грид-сети для стратегически важных отраслей - отсутствие практических результатов [3] .
Государство истратило 4,9 млрд руб. на создание суперкомпьютеров и грид-сети, но после упразднения президентской Комиссии по модернизации об этом проекте забыли, установила Счетная палата.
Цель проекта - создание отечественных суперкомпьютерных технологий имитационного моделирования для предприятий высокотехнологичных отраслей промышленности.
Комиссию упразднили - супер-ЭВМ остались
Практических результатов в развитии суперкомпьютерных технологий не выявлено
Причины потери интереса к проекту супер-ЭВМ и грид-сети в том, что летом 2012 года, после того как президентом стал Владимир Путин, Комиссию по модернизации ликвидировали. Вместо нее образован Совет при Президенте по модернизации экономики и инновационному развитию. Как сообщало Минкомсвязи Счетной палате, вопрос преемственности Советом наработок комиссии, и, соответственно, вопрос порядка внесения изменений в проекты, ранее утвержденных комиссией, не был решен.
Совбез ищет ответственного
Весной 2013 года Минкомсвязи сделало доклад на тему строительства грид-сети на заседании межведомственной комиссии Совбеза по информационной безопасности. По мнению Минкомсвязи, которое приводится в документе Счетной палаты, для дальнейшей реализации проекта и использования его результатов необходимо определить государственного заказчика — координатора проекта.
Заслушав доклад министерства, комиссия рекомендовала Правительству обратить внимание на меры по межведомственной координации, включая определение уполномоченного органа, а также комплекса мер и финансирования на дальнейшие периоды. На текущий момент в аппарате Совета безопасности ожидается поручение Президента о проработке целесообразности дальнейших мероприятий по развитию грид-сетей.
Также один объект размещен в Нижегородской области — в Сарове (во Всероссийском НИИ экспериментальной физики).
На ноябрь 2015 года Минкомсвязи ежегодно проводит инвентаризацию грид-системы. По состоянию на конец 2013 года в ней действовало оборудование общей стоимостью 260 млн руб. Это техника центра управления и мониторинга сети, СХД, коммутационные шкафы, маршрутизаторы и пр.
В Минкомсвязи не стали комментировать выводы Счетной Палаты по данному вопросу. Илья Массух считает, что проект грид-сети был весьма необходим, а причины его остановки следует искать в политической плоскости.
Итоги года и перспективы
2014 год оставляет впечатление как достаточно непредсказуемый и неоднозначный год в истории развития технологий высокопроизводительных вычислений в России и мире. Несмотря на мировые рекорды, поставленные отечественными производителями суперкомпьютерных систем, позитивная тенденция улучшения позиций России в TOP-500, сложившаяся в стране к концу 2014 года, общая политическая и экономическая ситуация обещают не лучшие времена в среднесрочной перспективе [4] .
Путь к экзафлопсным вычислениям
Начиная с пятой позиции рейтинга мощность систем измеряется уже единицами петафлопс, а начиная с 51-й позиции — сотнями терафлопс. Здесь заметен прогресс: в предыдущей 43-й редакции TOP-500 полугодичной давности насчитывалось 37 систем с производительностью более 1 Пфлопс. В нижней части рейтинга прирост производительности оказался минимальным за последние два десятилетия, хотя система, занимающая в новой редакции рейтинга последнее 500-е место, полгода назад была на 421-й позиции.
Любопытен срез по применяемым в современных суперкомпьютерах графическим акселераторам и сопроцессорным модулям, оказывающим значительное влияние на суммарную производительность систем в определённых задачах. Так, первая и седьмая системы лидирующей десятки используют сопроцессоры Intel Xeon Phi, в то время как вторая и шестая имеют GPU компании Nvidia. В целом 75 систем из вошедших в последний перечень TOP-500 работают с применением ускорителей и сопроцессоров (годом ранее таковых насчитывалось всего 62). Полсотни из них используют графические чипы Nvidia, три работают с GPU ATI Radeon, 25 систем выполнены с применением технологии Intel MIC (Xeon Phi).
Процессорные решения Intel, как и раньше, являются платформой для подавляющего числа систем из рейтинга TOP-500 (85,8%). Остальные платформы представлены (в убывающем порядке) процессорами IBM Power, Fujitsu SPARC64 и AMD Opteron.
Страны и континенты
Несмотря на то что самый мощный суперкомпьютер планеты по-прежнему находится в Китае, США остаются страной с наибольшим присутствием в TOP-500 (231 система), но несколько сдают свои позиции (в ноябре 2013-го США были представлены 265 системами). Снизилось и суммарное число представленных в рейтинге суперкомпьютеров из Азии — со 132 до 120 (конкретно китайских — с 76 до 61). Увеличилось число европейских систем — со 116 в июне 2014 года до 130 в ноябре 2014 года.
На 133-й позиции списка построенный РСКсуперкомпьютер МВС-10П МСЦ РАН (523 Тфлопс), а 190-е место занимает вычислительный кластер (473 Тфлопс) Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) в Челябинске.
В общем зачёте по числу суперкомпьютеров, входящих в TOP-500, лидеры: HP (179 систем, две из них — в России) и IBM (153 системы), показатели обеих компаний снизились со времени предыдущего рейтинга. Замыкает тройку лидеров Cray с 62 системами.
Трансформация
Рынок HPC находится в периоде существенных изменений. По мнению Раджиба Хазры, вице-президента Intel и руководителя группы технических вычислений компании, нынешнюю трансформацию рынка суперкомпьютеров не стоит описывать словами "лучше" или "больше", скорее это фундаментальное изменение модели использования технологий посредством интеграции, совместных разработок, совершенствования программных платформ и даже изменения бизнес-моделей предоставления HPC-вычислений, в первую очередь в виде суперкомпьютеров как сервиса.
Дальнейшее развитие рынка высокопроизводительных вычислений в Intel связывают с более глубокой интеграцией различных компонентов системы на едином кристалле в рамках развития архитектуры Intel MIC (Many Integrated Core). На конференции SC’14 компания представила новое, третье поколение процессоров Intel Xeon Phi с кодовым названием Knights Hill, выпуск которых будет налажен с применением 10-нм техпроцесса. Чипы Knights Hill будут представлены после поколения Knights Landing, первые системы на их базе ожидаются в 2015 года.
Ожидается, что Knights Landing поддержат более полусотни ведущих компаний индустрии, при этом во многих системах будет использоваться модуль в виде платы расширения с интерфейсом PCIe. Чипы Knights Landing, в частности, будут использоваться в суперкомпьютере Trinity совместного проекта Лос-Аламосской и Сандийских национальных лабораторий, а также в суперкомпьютере Cori Национального научного вычислительного центра энергетических исследований министерства энергетики США.
В рамках этого проекта Intel запустила программу Intel Fabric Builders Program для формирования совместной экосистемы решений на базе Intel Omni-Path Architecture.
Компания Nvidia представила новый флагманский двухпроцессорный графический ускоритель Tesla K80, обладающий почти вдвое более высокой производительностью и вдвое более широкой полосой пропускания памяти по сравнению с предшественником Tesla K40. Ускоритель Tesla K80 обладает 4992 параллельными ядрами CUDA, оснащён 24 Гб памяти GDDR5 и обеспечивает полосу пропускания до 480 Гб/с. Новинка поддерживает технологию динамического изменения частоты Nvidia GPU Boost и обеспечивает производительность до 8,74 Тфлопс для вычислений с одинарной точностью и до 2,91 Тфлопс — с двойной точностью.
Сумит Гупта, генеральный менеджер Nvidia (Нвидиа) и глава подразделения Tesla Accelerated Computing, рассказывая об особенностях Tesla K80 подчеркнул, что новый двухпроцессорный ускоритель оснащён пассивным теплоотводом и поэтому позиционируется как решение для серверных систем с централизованным охлаждением. Максимальный выигрыш производительности при использовании ускорителей Tesla K80 уже сейчас можно получить более чем в 280 научных, инженерных, коммерческих и корпоративных приложениях.
Стало известно и о планах внедрения высокоскоростного интерфейса NVLink, предназначенного для прямой связи нескольких GPU Nvidia в одной системе, при этом процессорная платформа может быть любой на выбор — IBM Power, x86 или ARM. Интерфейс NVLink разгружает шину данных между GPU и CPU и позволяет ускорить обмен данными в 5–12 раз по сравнению с сегодняшними системами, что в целом может обеспечить ускорение расчётов в 50–100 раз в сравнении с сегодняшними рекордсменами.
Внедрение шины NVLink начнётся в 2016 году, с представлением архитектуры GPU Nvidia нового поколения с рабочим названием Volta. Такие ускорители с топологией NVLink предполагается использовать в будущих суперкомпьютерах Summit и Sierra, установка которых запланирована на 2017-й год.
Появления на рынке HPC новых процессорных игроков, таких как ARM или MIPS с их 64-разрядными процессорами и масштабных коммерческих программах с их участием ожидать рано - имеется необходимость доработки программной экосистемы.
Ближайшее будущее
Планы Cray по выпуску суперкомпьютеров Trinity и Cori для научных лабораторий США представляют собой серьезную заявку. На 25 декабря 2014 год известно, что обе системы будут выполнены на платформе сопроцессоров Intel Xeon Phi с переработанной архитектурой Silvermont (Knights Landing), с применением нового поколения процессоров Intel Xeon, оперативной памяти DDR4 DRAM и скоростной межблочной топологии Cray Aries.
В 2017-м на лидерство в рейтинге могут претендовать создаваемые по заказу министерства энергетики США два суперкомпьютера на основе процессоров IBM Power9 и графических ускорителей Nvidia Tesla с интерфейсом NVLink. Пиковая производительность системы Summit для научных задач, которая будет работать в Окриджской национальной лаборатории, составит 150–300 Пфлопс. Суперкомпьютер Sierra с пиковой производительностью более 100 Пфлопс станет основой вычислительной системы в Ливерморской национальной лаборатории имени Э. Лоуренса.
Новый, самый мощный в России суперкомпьютер в МГУ - 2,57 Пфлопс
Российское правительство намерено выделить десятки миллионов долларов на постройку в России суперкомпьютеров. Суперкомпьютерные технологии уже включены в программу модернизации страны. Каково состояние этой отрасли? Насколько серьёзно Россия отстаёт от других стран?
Дмитрий Медведев раскритиковал чиновников за неумение пользоваться суперкомпьютером и потребовал от правительства в самое ближайшее время догнать США в области компьютерных технологий. При этом технологическую мощность Россия должна попробовать нарастить без помощи мирового лидера в производстве суперкомпьютеров. Более того, для создания российских суперЭВМ комплектующие не будут импортироваться.
— Для каких задач используются суперкомпьютеры в России? Есть ли здесь какая-то специфика в сравнении с другими странами?
— Суперкомпьютеры во всём мире применяются в таких отраслях, как авиастроение, космическая отрасль, судостроение, машиностроение, химическая промышленность, оборонная промышленность, нанотехнологии и другие, то есть в тех областях промышленности, где разработка новой и совершенствование существующей продукции требует проведения большого количества расчётов, или же в тех случаях, когда встаёт проблема высокой стоимости или невозможности проведения натурного эксперимента. Согласно рейтингу Top50 самых мощных систем России и СНГ, подавляющее большинство систем применяются научно-исследовательскими и образовательными учреждениями. А по данным текущего рейтинга Top500 мощнейших компьютеров мира, 62,4% систем списка установлены в компаниях, занятых в различных областях промышленности.
— На каком уровне, по вашему мнению, находится суперкомпьютерная отрасль в России? Насколько серьёзно технологическое отставание в этом смысле от США и стран Европы?
— С точки зрения производства суперкомпьютеров вряд ли можно говорить о технологическом отставании России от Европы: подавляющее большинство европейских стран используют суперкомпьютерные ресурсы США и Японии. От США Россия технологически отстаёт существенно, и в обозримом будущем эта проблема вряд ли будет решена. С точки зрения применения высокопроизводительных вычислений Россия отстаёт значительно. Достаточно сказать, что в Европе есть целевая программа поддержки использования суперкомпьютеров, а оборот этого рынка составляет около 2 млрд евро в год. У нас же эти цифры, как вы понимаете, заметно ниже.
— Американские эксперты говорят, что Россия имеет все шансы проиграть в этой гонке Китаю. Насколько серьёзно это опасение?
— Всегда есть шанс проиграть или выиграть, и зависит это в первую очередь от участия государства. И в Китае, и в США работает программа по развитию суперкомпьютерных технологий, в то время как в России подобная программа только формируется. Технологически Россия пока не отстаёт от Китая, но скорость развития суперкомпьютерной отрасли напрямую зависит от объёма государственных инвестиций.
— Сколько в целом РФ тратит за развитие суперкомпьютерных технологий? Будут ли в будущем эти траты расти?
— К сожалению, у России пока нет целевого бюджета на развитие суперкомпьютерных технологий. Существует бюджет на развитие и технологическое оснащение вузов и научно-исследовательских центров, которые по своему усмотрению расходуют средства на высокопроизводительные вычисления. По нашей оценке, общий объём российского суперкомпьютерного рынка составляет около 80—100 млн долларов, но эта цифра со временем должна увеличиться в связи с тем, что Дмитрий Медведев выделил эту отрасль как стратегически важную.
Определение термина "суперкомпьютер". История создания первых компьютеров, их характеристики и принцип действия. Появление суперкомпьютеров в России и их применение. Продвижение отечественных суперкомпьютерных технологий в промышленный сектор России.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.07.2015 |
| Размер файла | 35,5 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Введение
2. Рождение первых ЭВМ
Для того чтобы убедиться, что все основные нововведения в архитектуре современных процессоров на самом деле использовались еще со времен, когда ни микропроцессоров, ни понятия суперкомпьютеров еще не было, совершим маленький экскурс в историю, начав практически с момента рождения первых ЭВМ.
Все самые первые компьютеры, например, EDSAC, EDVAC, UNIVAC, сначала считывали данные последовательно бит за битом из памяти, а затем их аналогично обрабатывали в арифметическом устройстве.
1953 г. Первым коммерчески доступным компьютером, использующим разрядно-параллельную память (на CRT) и разрядно-параллельную арифметику, стал компьютер IBM 701. К слову будет сказано, наибольшую популярность в то время получила модель IBM 704 (1955 г.), проданной в количестве 150 экземпляров, в которой, помимо упомянутых особенностей, была впервые применена память на ферритовых сердечниках и аппаратное арифметическое устройство с плавающей точкой.
1958г. Процессоры первых компьютеров сами управляли вводом/выводом. Однако скорость работы самого быстрого внешнего устройства, а по тем временам это магнитная лента, была в 1000 раз меньше скорости процессора, поэтому во время операций ввода/вывода процессор фактически простаивал. В 1958г. к компьютеру IBM 704 присоединили 6 независимых процессоров ввода/вывода, которые после получения команд могли работать параллельно с основным процессором, а сам компьютер переименовали в IBM 709. Данная модель получилась удивительно удачной, так как вместе с модификациями было продано около 400 экземпляров, причем последний был выключен в 1975 году - 20 лет существования!
1961г. Создается компьютер IBM STRETCH, имеющий две принципиально важные особенности: опережающий просмотр вперед для выборки команд и расслоение памяти на два банка для согласования низкой скорости выборки из памяти и скорости выполнения операций.
1963г. В Манчестерском университете разработан компьютер ATLAS, использующий конвейерный принцип выполнения команд. Выполнение команд разбито на 4 стадии: выборка команды, вычисление адреса операнда, выборка операнда и выполнение операции, позволившие уменьшить время выполнения команд в среднем с 6 мкс до 1,6 мкс. Справедливости ради надо отметить, что данный компьютер вообще оставил заметный след в истории развития вычислительной техники: помимо сказанного, в нем впервые была использована мультипрограммная операционная система, основанная на использовании виртуальной памяти и системы прерываний.
3. Начало развития
В 1969-ом же лавры главного суперкомпьютера планеты перешли к модели CDC 7600 производства всё того же Сеймура Крея. Новая машина была в десять раз производительнее своего предка, что делало её незаменимой для выполнения сложных и трудоёмких расчётов.
Суперкомпьютер Cray-2На этом Cray Research не остановилась. Через пять лет был выпущен первый мультипроцессорный суперкомпьютер - Cray X-MP, ну а в 1985 году компьютер Cray-2 преодолел планку в один ГФЛОПС, причём сделал это с ну очень серьёзным запасом - почти два миллиарда операций в секунду помогли Cray-2 удержать преимущество на рынке суперкомпьютеров.
4. Суперкомпьютеры в России
5. Суперкомпьютеры наших дней
Оправившись от кризиса, западная индустрия производства суперкомпьютеров принялась за штурм новых высот. В 1997 году был создан суперкомпьютер ASCI RED, обладавший неслыханной тогда производительностью в 1,34 ТФЛОПС. Однако самое интересное, что данный компьютер был построен на базе около десяти тысяч процессоров Pentium II - тех самых, которых можно было спокойно найти в любом топовом ПК тех лет. Подобная система объединения вычислительных мощностей относительно недорогих процессоров получила название Massively Parallel Processing, или просто MPP. Преимущество MPP-систем - в их гибкости: незагруженные процессорные блоки можно легко отключить, а по возможности - включить заново, а вдобавок подключить дополнительные. На данный момент большинство суперкомпьютеров было построено именно на базе данной технологии.
Однако Roadrunner не является самым быстрым суперкомпьютером на сегодняшний день. Согласно рейтингу самых мощных компьютеров Top-500, наиболее производительным является японский суперкомпьютер K производства Fujitsu. Этот 70 000-процессорный гигант на момент 2011 года обладал безумной производительностью в 8,162 ПФЛОПС. Даже не хватает воображения, что бы представить, чем же можно нагрузить подобную махину. Впрочем, на это есть учёные - перед ними стоят ещё очень много неразрешённых вопросов.
Во всемирный процесс активизации рынка высокопроизводительных вычислений (HPC) все активнее включается и Россия. В 2003 году компании Arbyte и Kraftway при поддержке корпорации Intel объявили о создании своих Центров компетенции на базе платформы Intel, деятельность которых, в том числе, будет направлена и на построение НРС-систем. Новые возможности проведения более точных расчетов, несомненно, увеличат конкурентоспособность российских нефтяных компаний на мировом рынке.
По мнению экспертов, совокупный объем рынка больших вычислительных систем в России составляет $100-150 млн., причем видное место принадлежит отечественным разработчикам. В год устанавливается 3-4 суперкомпьютера с производительностью, близкой к 1 Терафлоп.
На сегодняшний день крупнейшими отечественными проектами в области суперкомпьютеров являются российский проект МВС и российско-белорусский СКИФ. Разработка СуперЭВМ проекта МВС финансировалась за счет средств Минпромнауки России, РАН, Минобразования России, РФФИ, Российского фонда технологического развития. В настоящее время машины этой серии установлены в МСЦ РАН и ряде региональных научных центров РАН (Казань, Екатеринбург, Новосибирск) и используются преимущественно для научных расчетов.
В России же СКИФ и МВС пока воспринимаются лишь как академические проекты. Причина этого в том, что крупные российские машиностроительные корпорации, такие как НПО , предпочитают зарубежные суперЭВМ, поскольку отработанные прикладные решения от мировых лидеров, таких как IBM и HP уже снабжены готовым целевым ПО и средствами разработки, имеют лучший сервис. Сделать МВС и СКИФ востребованными для российской промышленности поможет создание общего вычислительного центра ориентированного на промышленный сектор, с распределенным доступом к машинному времени. Создание Центра резко удешевит затраты на обслуживание суперкомпьютера, а также ускорит процесс создания и систематизации ПО (написание драйверов, библиотек, стандартных приложений).
Продвижению отечественных суперкомпьютерных технологий в промышленной сектор России и за ее пределы будет способствовать рост отечественных компаний, способных конкурировать в данной сфере с транснациональными корпорациями.
6. Применение суперкомпьютеров
Традиционной сферой применения суперкомпьютеров всегда были научные исследования: физика плазмы и статистическая механика, физика конденсированных сред, молекулярная и атомная физика, теория элементарных частиц, газовая динамика и теория турбулентности, астрофизика. В химии - различные области вычислительной химии: квантовая, молекулярная динамика, химическая кинетика, теория поверхностных явлений и химия твердого тела, конструирование лекарств. Естественно, что ряд областей применения находится на стыках соответствующих наук, например, химии и биологии, и перекрывается с техническими приложениями. Так, задачи метеорологии, изучение атмосферных явлений и, в первую очередь, задача долгосрочного прогноза погоды, для решения которой постоянно не хватает мощностей современных суперЭВМ, тесно связаны с решением ряда перечисленных выше проблем физики. Среди технических проблем, для решения которых используются суперкомпьютеры, укажем на задачи аэрокосмической и автомобильной промышленности, ядерной энергетики, предсказания и разработки месторождений полезных ископаемых, нефтедобывающей и газовой промышленности, и, наконец, конструирование новых микропроцессоров и компьютеров, в первую очередь самих суперЭВМ.
Суперкомпьютеры традиционно применяются для военных целей. Кроме очевидных задач разработки оружия массового уничтожения и конструирования самолетов и ракет, можно упомянуть, например, конструирование бесшумных подводных лодок и др.
7. Рейтинг TOP-500
В наше время суперкомпьютеры стали намного мощнее, но ТОР 500 по прежднему каждые июнь и ноябрь составляют свой рейтинг.
Возглавляет список из 500 суперкомпьютеров мира по-прежнему система Tianhe-2, запущенная в Национальном институте оборонных технологий Китая в начале лета этого года. Напомним, пиковая производительность суперкомпьютера Tianhe-2 составляет 33,86 петафлопс (тест Linpack). Это практически в два раза больше суммарной производительности суперкомпьютеров Titan (17,59 петафлопс) и IBM BlueGene/Q Sequoia (17,17 петафлопс) - второе и третье место списка Top 500. При этом система Titan, установленная в Национальной лаборатории министерства энергетики США в Ок-Ридж, по-прежнему остается самой энергоэффективной при пересчете удельной производительности на 1 ватт энергии - 2,143 гигафлопс на 1 Вт.
Новая редакция списка позволяет сделать несколько интересных выводов. К примеру, за полгода количество систем с показателем производительности выше 1 петафлопс выросло с 26 до 31. Известно также, что 53 суперкомпьютера в списке используют сопроцессоры. В то же время самые популярные CPU для суперкомпьютеров делает Intel - 82,4% систем из списка построены на базе их процессоров. Примечательно также то, что суперкомпьютер, который полгода назад занимал 363 позицию, в новой редакции списка оказался на последнем месте.
Наибольшее количество суперкомпьютеров находится на территории США - 265 из 500. При этом 115 систем размещены на территории Азии и 102 в Европе (на 10 меньше, чем в полгода назад).
Отдельно стоит упомянуть, что 482 системы из списка работают под управлением ОС Linux.
суперкомпьютер технология промышленный сектор
Заключение
Попытки дать определение суперкомпьютеру опираясь только на производительность, привели к необходимости постоянно поднимать планку, отделяющую его от рабочей станции или даже обычного настольного компьютера. Только за последние 15 лет нормы менялись несколько раз. По определению Оксфордского словаря вычислительной техники 1986 года, для того, чтобы получить это гордое название, нужно было иметь производительность в 10 мегафлоп (миллионов операций с плавающей запятой в секунду). В начале 90-х была преодолена отметка 200 мегафлоп, затем 1 гигафлоп. Сейчас суперкомпьютеры взяли планку в несколько петафлопс.
Еще 10 - 15 лет назад суперкомпьютеры были чем-то вроде элитарного штучного инструмента, доступного в основном ученым из засекреченных ядерных центров и криптоаналитикам спецслужб. Однако развитие аппаратных и программных средств сверхвысокой производительности позволило освоить промышленный выпуск этих машин, а число их пользователей в настоящее время достигает десятков тысяч. Фактически, в наши дни весь мир переживает подлинный бум суперкомпьютерных проектов, результатами которых активно пользуются не только такие традиционные потребители высоких технологий, как аэрокосмическая, автомобильная, судостроительная и радиоэлектронная отрасли промышленности, но и важнейшие области современных научных знаний.
Продвижению отечественных суперкомпьютерных технологий в промышленной сектор России и за ее пределы будет способствовать рост отечественных компаний, способных конкурировать в данной сфере с транснациональными корпорациями.
Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что данная область развивается динамично, она обладает колоссальным потенциалом. Суперкомпьютерные приложения сегодня востребованы во множестве самых разных областей научно-технологического комплекса страны. Подобные технологии важны, поэтому являются объектом особого внимания высокоразвитых государств.
Список используемой литературы
Подобные документы
курсовая работа [5,0 M], добавлен 26.01.2015
Определение понятия "суперкомпьютер". Рассмотрение особенностей программного обеспечения, производительности, сферы применения суперкомпьютеров. Принципы работы и основные характеристики SuperMUC. Фотоэкскурсия по самому быстрой информационной машине.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.04.2015
Архитектура и принципы построения электронно-вычислительных машин. Стратегические задачи суперкомпьютеров. Примеры их применения в военной сфере, науке и образовании, медицине, метеорологии. Рейтинг российских мощнейших компьютеров на мировом рынке.
презентация [523,1 K], добавлен 17.06.2016
Сущность понятия "суперкомпьютер". Характеристики производительности техники. Применение суперкомпьютеров в: биологии и медицине, космическом пространстве, прогнозировании погоды. Топ-500 самых мощных общественно известных компьютерных систем мира.
реферат [105,0 K], добавлен 29.03.2015
Электронная вычислительная машина "БЭСМ-1" как первая ЭВМ в СССР. Особенности организации первых ЭВМ. Развитие аналоговых вычислительных машин. Отличительные черты управляющих машин. История разработки семейства ЕС ЭВМ и отечественных суперкомпьютеров.
презентация [1,6 M], добавлен 01.06.2015
Описание этапов создания первых компьютеров: схема, операции и функции, принцип действия. От простого к сложному: история разработки нового поколения Intel-процессоров. Особенности устройства, архитектура и анализ различных модификаций микропроцессоров.
учебное пособие [473,6 K], добавлен 19.05.2009
Создание ТОР500 - рейтинга самых мощных общественно известных компьютерных систем мира. Современные достижения в сфере вычислительной техники. Внешний вид, производительность и архитектура суперкомпьютеров: Tianhe-2, Titan, Sequoia, K Computer, IBM Mira.
Что за суперкомпьютеры?
Кто в лидерах от России?
А в остальном мире что?
Лидеры по числу суперкомпьютеров — Китай и США. Эти страны имеют 173 и 149 машин соответственно. Однако самый производительный аппарат функционирует в Японии. Это Fugaku, выдающий 442 000 терафлопс. Он используется для прогнозирования погоды и цунами, а также для исследований, связанных с COVID-19.
Новый прорыв для России
Все представители трио названы в честь советских ученых. Однако российского в них, на деле, почти ничего нет. Внутри каждый из трех суперкомпьютеров наполнен иностранными компонентами – американскими серверными процессорами AMD Epyc и графическими ускорителями Nvidia A100 с интерконнектом InfiniBand на базе коммутаторов компании Mellanox. Основанная в Израиле, с 2019 г., как сообщал CNews, Mellanox принадлежит Nvidia.
Подробнее о дебютантах
Компьютер потребляет 330 кВт энергии и выдает пиковую мощность 16,02 петафлопса. Это заслуга 17,408 тыс. ядер, 1088 ускорителей A100 80G и ОЗУ 136 ТБ. Суммарное число вычислительных узлов – 136.
Россия захватывает Top500
В итоге Россия теперь представлена в Top500 сразу семью суперкомпьютерами. С одной стороны, это много, но, с другой, это всего лишь 1,4% от суммарного их числа и 10 место в общем зачете стран.
В первую пятерку вошли Китай (173 компьютера, 34,6%), США, (143, 29,8%), Япония (32, 6,4%), Германия (26, 5,2%) и Франция (19, 3,8%). Также впереди России оказались Голландия, Канада, Великобритания и Южная Корея.
Читайте также: