Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук (МСЦ РАН) в этом году отмечает юбилей. Формирование центра как наследника идей советских школ БЭСМ и Эльбрус началось в 1996 году. На тот момент это была вторая в мире после США подобная организация, нацеленная на взаимодействие разных ведомств, министерств и научных коллективов.
Сейчас суммарная пиковая производительность всех систем центра составляет 2 Пфлопс. А началось всё с установки двух первых систем в 1998 и 1999 годах на базе PA-RISC: HP V-class и HP Superdome. Но знаковым стало появления первого кластера с отечественной сборкой и интеграцией на рубеже — это была система МВС-1000М на базе DEC Alpha, которая преодолела отметку в 1 Тфлопс и попала в первую сотню рейтинга суперкомпьютеров TOP500. С этого момента принято отсчитывать возраст центра в современном его виде.
Всего же системы МСЦ РАН попадали в TOP500 37 раз, из них 18 раз в Топ-100. А в Green500 — 23 и 11 раз соответственно. Несмотря на то, что сейчас по мировым меркам мощности МСЦ РАН не так велики, а пользователи просят добавить хотя бы ещё одну петафлопсную машину, тем не менее, по уровню технологий системы центра не отстают от зарубежных. В частности, новая гиперконвергентная СХД позволила обновлённому суперкомпьютеру МВС-10П ОП2 попасть в первую двадцатку рейтинга IO500.
С 2012 года системы МСЦ РАН перешли сначала на прямое жидкостное охлаждение, а потом и на охлаждение горячей водой, что позволило повысить плотность и компактность систем, значительно сократив энергопотребление и расходы. Эти системы построены российской группой компаний РСК на базе аппаратной платформы Intel и собственных решений программно-аппаратных решений. В рейтинге Топ-50 (СНГ) её системы занимают 12 позиций. А машины МСЦ РАН попадали в него 107 раз, из них 46 — в первую десятку. В свежем Топ-50 присутствуют пять систем МСЦ РАН.
Вычислительными ресурсами центра, как и было задумано, пользуются в основном внешние пользователи — на их долю приходится более 90% нагрузки. Ну а собственно загрузка суперкомпьютеров превышает 90%, что говорит об их востребованности: время ожидания для запуска задач составляет 2-3 дня. Кроме того, центр предлагает не только доступ к ресурсам, но и заказы на готовые исследования, пусть и в небольшом пока объёме.
В дальнейшем МСЦ РАН сосредоточится на развитии актуальных тем ИИ и анализа больших данных, а также на дальнейшей интеграции суперкомпьютерных ресурсов в масштабе всей страны. Впрочем, это требует и развития региональных центров высокопроизводительных вычислений, которые сейчас используются не только для собственно расчётов, но и для отладки моделей и программ, которые в дальнейшем работают «в полную силу» уже на машинах МСЦ РАН.
О некоторых свежих прикладных и фундаментальных исследованиях было рассказано в презентации, посвящённой юбилею центра. Наиболее актуальной среди них, конечно, является разработка средств для борьбы с коронавирусом. В рамках международного проекта The Good Hope Net российские учёные смоделировали терапевтические препараты для противодействия COVID-19, которые уже проходят успешные испытания на клеточных культурах.
Вечная проблема и одна из традиционных задач суперкомпьютеров (а когда-то и первых компьютеров вообще) — создание прогнозов погоды и изучение климата. Оригинальных моделей для численного прогноза погоды в мире есть всего десяток, и одна из них разрабатывается и развивается в России. Для прогнозов уже требуется отдельный суперкомпьютер, а моделирование климата ещё более трудоёмкая задача: на машинах МСЦ РАН, в частности, сделано ретроспективное воспроизведение изменений климата в 1850-214 г.г. и моделирование вероятных изменений в перспективе до 2100 года, в том числе в зависимости от развития экономики.
Другая актуальная работа, проведённая в МСЦ РАН — моделировании сложных течений разреженного газа в рамках кинетического подхода. Оно применяется сразу в нескольких областях: расчёты поведения космических аппаратов при входе в земную атмосферу и работы микроэлектромеханических устройств (насосы, сопла, системы охлаждения), моделирование методов осаждения тонких плёнок, разработка наноматеиралов и так далее.
Наконец, ещё одна важная и перспективная задача, посильная только суперкомпьютерам — моделирование физических процессов, происходящих в термоядерном реакторе. В частности, на презентации говорилось об исследованиях динамики плазмы в диамагнитном режиме открытой магнитной ловушки. И всё это только малая часть решённых за последние годы задач.
Источник:
