 Одно из направлений работы
ВНИИЭФ - проектирование и создание высокопараллельных суперкомпьютеров
высокой производительности для использования в вооруженных силах РФ.
Данные компьютеры имеют высокую надежность функционирования при
постоянной круглосуточной работе, обеспечиваются гарантийным
сопровождением и модернизацией для качественного поддержания
компьютерной техники на передовом уровне развития
электронно-вычислительной техники, и обновления программного
обеспечения.
Работы в
данном направлении уже дали
положительный результат – создан полноценный вычислительный центр на
предприятии министерства обороны. Центр создали с применением новейших
технологий в области ЭВМ и программного обеспечения собственной
разработки и программ оптимизированных для работы на высокоскоростных
компьютерах.
КС-ЭВМ
АПК-1.Согласно
президентской программы «Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий»
ВНИИЭФ разработала аппаратный программный комплекс высокого класса
терафлопной мощности.
«КС-ЭВМ 1» выполнен как компактная
универсальная многопроцессорная «КС-ЭВМ». Он оснащен программным и
прикладным обеспечением производства
РФЯЦ-ВНИИЭФ.
«КС-ЭВМ 1»
предназначен для решения задач трехмерного моделирования и имитации. Это
уменьшит время инженерных и конструкторских расчетов при
проектировании и создании новейших проектов технических решений на
предприятиях, заводах, ОКБ и НИИ в высокотехнологичной сфере и увеличит
точность данных расчетов.
Отечественным разработчикам удалось
создать уникальную ЭВМ. Практически АПК-1 является мечтой конструктора
для расчета современных
проектов.
Небольшие габариты КС-ЭВМ 1, дают
возможность установить его в любом
рабочем месте, просто обычные суперЭВМ по габаритным размерам похожи на
небольшую отдельную комнату. КС-ЭВМ 1 не потребует дополнительных
систем, например систему охлаждения, ни специального технического
персонала. Можно сказать, что это практически немного увеличенный
персональный компьютер. К плюсам КС-ЭВМ 1 относятся уменьшенные шумовые
характеристики и малое энергопотребление. Так АПК-1 потребляет порядка
1.8 КВт, что намного меньше потребления зарубежных аналогов и
предыдущих суперЭВМ.
Программный комплекс дает
возможность
проводить разработку, настройку и выполнение приложений, выполненных на
таких машинных языках как «Fortran-90», «С++» и «С», которые
используют средства ОМР и MPI. Осуществлена возможность использовать
программные решения в параллельном, последовательном одно и много
пользовательском режиме.
«КС-ЭВМ 1» обеспечен
кластерной
MIMD-архитектурой с назначенной памятью, высокопроизводительной
системой между процессорных обменов данными, поддерживает архитектуру
х86.
Основа суперкомпьютера «КС-ЭВМ 1» многоядерные
микропроцессоры компании AMD объединенных в высокоскоростную сеть
посредством технологии «InfiniBand QDR».
Система
между
процессорных обменов данными с прямой коммутацией основана на фирменной
версии программного обеспечения разработанного
РФЯЦ-ВНИИЭФ.
Основные
характеристики КС-ЭВМ АПК-1:
- длина 650
мм;
- ширина 325 мм;
- высота 752 мм;
-
производительность 1.1 Тфлопс;
- оперативная система
Linux;
- электропитание 220 В;
- частота 50
Гц;
- система охлаждения – жидкостная;
- монитор
24-дюймовый ЖК;
- привод Blu-Ray;
-
картридер;
- клавиатура и мышка.
- ориентировочная
цена 1.45 миллионов
рублей
Дополнительная
информация.
Аналогичное компьютерное решения
зарубежного производства стоит минимум в два раза дороже.
В
2010 году на данную программу было предоставлено 1.1 миллиард рублей. В
2011 году – 1.5 миллиардов рублей.
В
прошлом году 15 данных суперкомпьютеров передали 11 отечественным ОКБ,
предприятиям и заводам, участвующий в программе «Развитие
суперкомпьютеров и ГРИД-технологий». 50 процентов стоимости машин
заплатило государство.
РФЯЦ-ВНИИЭФ также собрал 6 КС-ЭВМ АПК-1
для продажи на коммерческой основе.
Программа
рассчитана на производство 52 «КС-ЭВМ». Большая часть которых, будет
продана на коммерческой основе.
Предполагаемая
заинтересованность отечественных предприятий около 100
Тфлопс.
Планируется выпустить в этом году «КС-ЭВМ»
производительностью 3 Тфлопс, создан опытный образец.
Был
также построен сверхкомпьютер с производительностью в 1 Пфлопс,
анонсируют который, скорее всего в марте следующего года. К данному
компьютеру уже удаленно подключили ряд предприятий, проводятся тестовые
удаленные испытания. В 2011 г. РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует выпустить
модификации «персоналок»
мощностью 3 и 5 Тфлопс с использованием графических процессоров. По
словам директора РФЯЦ-ВНИИЭФ Валентина
Костюкова, в
промышленности уже сформирован заказ на 52 универсальных персональных
суперкомпьютера. Как пояснил Егоршин в разговоре с CNews, часть
стоимости этих систем предприятиям-участникам программы также
профинансирует государство. Президентская программа «Развитие
суперкомпьютеров и
ГРИД-технологий» была утверждена в 2009 г. и рассчитана на 2010-2012
г.г. За ее реализацию отвечает госкорпорация «Росатом», РФЯЦ-ВНИИЭФ
выполняет работы по контрактам с
«Росатомом». РФЯЦ-ВНИИЭФ был основан в 1946 г. для
реализации советского атомного
проекта и разработал первые отечественные атомные и водородные бомбы.
Как и раньше, сейчас основная задача института заключается в
обеспечении надежности и безопасности ядерного оружия. Центр занимается
и гражданскими исследованиями и разработками – например, в области
математического моделирования с помощью высокопроизводительных систем,
фундаментальных и прикладных исследований в разных областях науки,
исследований прочности и стойкости различных видов техники и т.
д. В 2010 г. на
программу по развитию суперкомпьютеров было выделено
1,1 млрд руб., в 2011 г. финансирование будет увеличено до 1,47 млрд
руб., сообщил Костюков, выступая с докладом об итогах деятельности
центра. Программа предполагает также предоставление
российским предприятиям
вычислительных мощностей в режиме удаленного доступа. Ранее сообщалось,
что в 2011 г. РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует ввести в строй суперкомпьютер
мощностью 1 Пфлопс, из которого порядка 300 Тфлопс выделить сторонним
предприятиям. Как сообщил CNews источник, знакомый с деятельностью
РФЯЦ-ВНИИЭФ, этот суперкомпьютер уже построен, и сотрудники обсчитывают
на нем некоторые задачи, а его официальный анонс ожидается в
марте. В дальнейшем, по словам того же источника,
планируется создание
суперкомпьютера на 10-15 Пфлопс ориентировочно к 2014-2015. В этом году,
по данным собеседника CNews, планируется представить в правительство
обоснование проекта, чтобы с 2012 г. получать необходимое
финансирование. Оценка объемов финансирования не
сообщается.
Еще дополнительные
уточнения для специалистов:
а)
Пиковая производительность разработанной универсальной (т.е. на
платформе x86-64) компактной супер-ЭВМ (КС-ЭВМ 1, "персональный
суперкомпьютер") составляет 1,1 Тфлопс на арифметических операциях
двойной точности. Энергопотребление от 0,7 до 2,2 кВт (как эл. чайник) в
зависимости от загрузки вычислительного поля. Цена от 1,45 млн. рублей
в зависимости от аппаратной и программной комплектации (зарубежные
аналоги типа Cray XT дороже в 2-4 раза!). Т.е. отечественная разработка
уникальна, прежде всего, по совокупности
параметров.
б) Пиковая
производительность разработанной специализированной компактной
супер-ЭВМ на базе арифметических ускорителей ("персональный компьютер
специального назначения") составляет 3,5 Тфлопс на арифметических
операциях двойной точности. Энергопотребление до 1,5 кВт. Цена от 400
тыс. рублей в зависимости от аппаратной и программной комплектации.
Здесь также, как и в универсальных КС-ЭВМ 1, используется уникальная
воздушно-водяная система охлаждения, позволяющая достаточно бесшумно
(45-50 дБ на расстоянии 1 м - уровень шумности ПК) работать в обычных
условиях офиса. Ремарка: разработка в 0,7 Тфлопс с чисто воздушным
охлаждением имела место быть в качестве опытного образца 2009
года.
в)
Дополнительно к корпусу, плотной компоновке узлов и системе охлаждения
КС-ЭВМ 1 в РФЯЦ-ВНИИЭФ разработаны специализированное системное ПО,
обеспечивающее, например, эффективный буфферизуемый обмен сообщениями
между тремя платами с безкоммутаторным двухпортовым соединением
InfiniBand (стандартные реализации MPI здесь просто не работают),
полноценный "front-end" с графическим интерфейсом для
многопользовательского режима работы в локальной сети предприятия,
включающий подсистемы автоматизированного управления очередями заданий,
автоматического сбора статистики (по эффективности распараллеливания и
загрузки вычислительных ресурсов исполняемыми заданиями), трассировки,
параллельной отладки, масштабируемого (!) ввода-вывода данных,
табличной и 3D-визуализации и т.д.
г) Самое главное -
импортозамещающее отечественное прикладное ПО (результат конверсии
оборонных наработок в гражданский сектор), позволяющее эффективно
(50-70% от пиковой производительности) использовать вычислительные
ресурсы супер-ЭВМ с распределенной памятью при решении наукоемких
промышленных задач.
д) Передача КС-ЭВМ 1
"предприятиям –
участникам президентской программы" осуществляется на паритетной основе
(с учетом внебюджетного софинансирования функциональными заказчиками)
исключительно для отработки (адаптации, верификации и валидации)
разрабатываемого в рамках программы прикладного ПО с целью
проектирования и отработки перспективной инновационной техники (в
первую очередь двойного назначения) высокотехнологичных отраслей
промышленности (авиастроение, автомобилестроение, атомная энергетика и
ракетно-космическая отрасль).
е) В 2011 г.
РФЯЦ-ВНИИЭФ планирует
выпустить модификацию КС-ЭВМ производительностью 3 Тфлопс (уже выпущен
технический проект) и разработать тех. предложение на КС-ЭВМ 5 Тфлопс
исключительно на универсальной x86-64 платформе. Количество
вычилистельных узлов (мат. плат) будет больше трех, поэтому
безкоммутаторное соединение уже будет невозможным и предполагается
использование специализированной системы межпроцессорных обменов (СМПО)
собственной разработки и производства на базе ПЛИС (FPGA) с пропускной
способностью канала 20-40 Гбит/с. В 2010 году произведены опытные
образцы СМПО с пропускной способностью канала 10
Гбит/с.
ж) Из
обозначенного заказа 52 комплектов КС-ЭВМ в рамках программы
предполагается поставка 4 КС-ЭВМ, остальное исключительно на
коммерческой основе.
з) Реальная потребность каждого
из
предприятий высокотехнологичных отраслей промышленности в
вычислительных мощностях супер-ЭВМ в 2011 году оценивается на уровне
40-100 Тфлопс.
А вот еще информация про
суперкомпьютер в России:
В Московском Государственном
Университете построили самый мощный суперкомпьютер в Восточной Европе -
объявила Открытые системы.
Московский Государственный Университет
проводит научные исследования в
различных стратегических секторах российской экономики, отвечая
различным потребностям. Все это невозможно без высоких вычислительных
систем.
Университет уже насчитывает несколько
суперкомпьютеров.
Если верить данным Top500 (редакция от 17 ноября 2009 года), в МГУ
сегодня расположено 3 суперкомпьютера:
378 место —
ВМиК МГУ — Blue Gene/P — 23.8 TFlops Linpack (пик — 27.8
TFlops)
103 место — НИВЦ МГУ — СКИФ МГУ Чебышев — 41.7 TFlops
Linpack (пик — 60 TFlops)
12 место — НИВЦ МГУ — Ломоносов — 350
TFlops Linpack (пик — 414 TFlops)
Новый
суперкомпьютер Ломоносов занимает 12-е место в ноябрьском выпуске
всемирного рейтинга суперкомпьютеров - Top 500, после суперкомпьютеров в
девяти ядерных центрах США, одного суперкомпьютера в ФРГ и одного - в
КНР.
Создание суперкомпьютера в Москве является крупнейшим
проектом
за всю практику Российского суперкомпьютера, не только с точки зрения
его показателей производительности, но также с точки зрения инноваций.
Машина первая гибридная система такого масштаба в России и Восточной
Европе: используются три типа процессорных
архитектур.
Пиковая
производительность суперкомпьютера Ломоносов составляет 420 TFlops.
Эффективность составляет 83%. Основными процессорами, используемыми для
расчетов, являются процессоры Intel Xeon X5570. Машина обладает
оперативной памятью в 56576
гигабайт. bloggmaster
 Видеокурс по
jQuery
Подборка из 24 видеоуроков общей продолжительностью 3 часа 11
минут.
Пройдя данный курс, Вы научитесь основам
работы с jQuery!
<<Получить
видеокурс-бесплатно>>
|
