Поделиться

пятница, 31 июля 2009 г.

О суперкомпьютерах

28 июля 2009 года Президент РФ выступил на совещании с членами Совета Безопасности по вопросам создания и применения суперкомпьютеров.

В связи с этим захотелось вспомнить, что мне самому известно о суперкомпьютерах. Если речь идет о кластерных технологиях, то есть об объединении ресурсов нескольких компьютеров для решения одной задачи, то слово "несколько" в таком контексте эквивалентно слову "много": "Скиф МГУ" состоит из 625 серверов, построенных по модульному принципу с 1250 четырёхъядерными процессорами (Dual processor Xeon E5472). Если речь идет о каких-либо монолитных агрегатах, то:
  • само определение размыто - проще всего определить суперкомпьютер как компьютер, значительно превосходящий привычные машины по числу операций за единицу времени;
  • они весят больше тонны;
  • они дороги;
  • они создают много тепловой энергии - их нужно качественно охлаждать;
  • они оптимизированы для конкретных типов вычислений, как правило, для числовых;
  • в них реализуются мощная система ввода-вывода и специализированная архитектура памяти;
  • для своей эффективной работы они требуют чудовищного объема и скорости подачи данных.
Три последних пункта ограничивают применимость суперкомпьютеров специфическими типами задач, а именно - задач с большой вычислительной сложностью и/или огромными объемами исходных данных. По сути суперкомпьютер - это очень большой, тяжелый, дорогой и горячий калькулятор, для правильной работы которого нужно почти со скоростью света щелкать по кнопкам. В определенных областях, например:
  • квантовой физике;
  • моделировании ядерных испытаний;
  • моделировании и предсказании климатических процессов (погодных явлений, океанических течений и т.д.);
  • вычислительной химии (синтезе белков, полимеров и кристаллов);
  • криптоанализе;
  • моделировании поведения самолетов в воздушных тоннелях (это был единственный конкретный пример, приведенный Президентом);
применение суперкомпьютеров оправдано и даже необходимо - по-другому просто не посчитать, но в остальных - не проще ли взять калькулятор поменьше, как это и делается?

В связи со всем этим по поводу выступления Президента возникает несколько "философских" мыслей.

Сегодня бизнес-структуры и федеральные ведомства тоже не проявляют заинтересованности в суперкомпьютерных технологиях. Игнорируются такие возможности даже в тех случаях, когда их перспективы могут дать прорывной эффект.

А так ли много в РФ предприятий и бизнес-структур, которые связаны с ядерными взрывами, криптографией и прочим?

Наша страна, конечно, будет вкладывать средства в производство суперкомпьютеров. Здесь у нас никакого выбора нет, если мы хотим развиваться по передовой схеме. При этом есть один, самый главный вопрос – это вопрос о том, насколько полно они будут загружены.

Не является ли такой подход "постановкой телеги впереди лошади"?

Ещё раз повторяю, мы должны всячески стимулировать их востребованность – не потому, что это модная тема, а просто потому, что по-другому не создать конкурентоспособную продукцию, которую будут воспринимать правильным образом наши потенциальные покупатели, потому что опять же модель того же самого планера или двигателя, которая не обсчитана на суперкомпьютере, вряд ли вызовет интерес у покупателя через несколько лет, потому что они так делают, а мы этим пока практически не занимаемся.

Сложная для восприятия фраза, даже слишком. Хотелось бы верить, что клиента интересует точность расчетов, а не то, как они были выполнены. Другое дело, что без суперкомпьютеров многие модели обсчитать невозможно за конечное или разумное время, а, следовательно, невозможно и вовремя создать конкуррентный продукт. Будем считать, что именно на этом был сделан акцент высказывания...

Мы разбирались на комиссии: у нас только считанные единицы моделей (по сути один самолёт) обсчитаны на суперкомпьютере, то есть он существует в цифровом виде. Все остальное как в 20–30-е годы делается на ватмане и с применением прежних известных подходов. Понятно, что только цифровой подход здесь может дать прорывной эффект, привести к кардинальному повышению качества продукции, снижению стоимости этой продукции.

Есть разные данные о самолетах: чертежи, которые, я готов в это поверить, существуют на ватманах, и исходные данные с результатами моделирования - эти вряд ли существуют на ватмане (очень много ватмана нужно), а если и существуют, то они там напечатаны с цифрового носителя, а не надписаны от руки (нужно слишком много рук - лет 100 бы писали). Что касается чертежей на ватмане - в настоящее время основной формой официального представления технической документации является бумажная форма. Документация в электронном виде сегодня является лишь инструментом для создания бумажной документации. Причиной такого положения дел является отсутствие утвержденного стандарта электронной цифровой подписи, без которого электронная версия не может являться официальным документом. И хотя Постановлением Госстандарта России от 12 сентября 2001 г. был введен в действие ГОСТ З.34.10-2001. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронной цифровой подписи - ЭЦП, 10 января 2002 г. принят Федеральный закон Российской Федерации № 1-ФЗ "Об электронной цифровой подписи", за время существования этих документов закон так и не обрел действительно широкого применения в силу ряда причин. Прежде всего потому, что является, по своей сути, техническим дополнением к другим законопроектам, таким, как "Об электронном документе", "Об электронной торговле", "О предоставлении электронных и финансовых услуг", которые до настоящего времени не приняты Госдумой. (Глаголев В.А. Разработка технической документации. - СПб.: Питер, 2008.) Кроме того, по мнению экспертов, ряд причин, послуживших сдерживанию применения закона на практике, был заложен в самом законе:
  • до сих пор не заработала система лицензирования ЭЦП;
  • не сформулированы материальные и финансовые требования к удостоверяющим центрам;
  • предусмотрен только один формат электронной подписи (технология открытых ключей), предполагающий наличие государственного корневого удостоверяющего центра, то есть полностью зависимый от используемой технологии;
  • отсутствует и до сих пор не принята подзаконными актами регламентация вопросов признания иностранных электронных подписей.
Кстати, по поводу иностранных документов: на сегодняшний день в России не существует законодательно определенных способов придания юридического статуса документов переводам технической документации - вообще не существует. Так что, когда Президент упомянул про единственный самолет, существующий в цифровой форме - это был не просто яркий пример, это публичное обнажение целой кучи проблем. Надеюсь, что именно их решение имелось в виду под приведением в порядок законодательства, о необходимости которого также упоминалось.

В сущности я, возможно, придираюсь к словам. Суперкомпьютеры - это прогрессивно, нужно и рано или поздно они будут востребованы, если не необходимы, поэтому в разработках отставать нельзя. Просто хотелось бы большей ясности: и по вопросам их текущего применения (на это идут мои налоги), и по поводу того, кому адресованы научно-ориентированные выступления наших политиков? Для неспециалистов они малопонятны, а специалистам... специалистам тоже далеко не всегда все понятно, постоянно возникают сомнения, вызванные формулировками. А хотелось бы как минимум ощущать или (еще лучше) быть полностью уверенным в том, что если уж тебе не все ясно как ИТ-шнику, то власть-то точно знает, что говорит и делает.

P.S. Всех, к кому это имеет отношение, поздравляю с Днем системного администратора! :)

2 комментария:

  1. Был чуть более года назад на презентации IBM Z-серия 10 в офисе IBM. Z-серия - это и есть те самые "большие горячие калькуляторы" - мейнфреймы.

    Было много дядечек (и тётенька), которые несколько часов чарующе рассказывали (и показывали картинки) про новую машину. Большой упор делался на виртуализацию, использование за счёт применения мейнфрейма тонких клиентов на рабочих станциях, оптимизации вычислений за счёт огромного числа разных типов CPU.

    На презентации было много слушателей, много вопросов. В основном задавали вопросы те, кто обслуживает в настоящее время более ранние версии Z-серии, от 4 до 8, примерно.

    И даже в их голосах не было сколь-нибудь различимого желания стать обладателями "десятки". Круто, дорого, современно.

    Но либо нет задач, как Вы привильно заметили, либо срок окупаемости выходит за рамки возможностей.

    Развивать ли нам отрасль суперкомпьютеров? Сначала надо ответить на вопрос: кому это надо. Затем: сколько это будет стоить.

    И если наш рынок сейчас не нужнается в подобном продукте, то сможем ли мы предложить конкурентный с IBM продукт "там"?

    Давайте, наверное, лучше осваивать альтернативные источники энергии. Застроим тайгу ветряными электростанциями :)

    ОтветитьУдалить
  2. В сознании вертится еще один вопрос: а что российского будет в российских суперкомпьютерах?

    Современной элементной базы в стране нет - все комплектующие зарубежные, оборудование импортное, российских заводов по сборке (сборке!) самых популярных компьютеров - ПК, всего два - это завод "Аквариуса" из состава НКК в г. Шуе Ивановской области и завод Kraftway (явно не российской компании) в г. Обнинске (извиняюсь, если я кого-то пропустил, или на самом деле у нас уже давно все компьютеры в домах российского производства), и я очень сильно сомневаюсь, что на каком-то из этих заводов будут собираться "суперкалькуляторы".

    ОтветитьУдалить