Стремительностью темпов развития мира компьютерных технологий сегодня уже мало кого можно удивить. Одна из возможностей своевременно и правильно сориентироваться в этом потоке ИТ-перемен - периодически публикуемые рейтинги суперкомпьютерных мощностей. Напомним, этот совместный проект Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН и Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ им. М.В.Ломоносова стартовал три года назад. Его генеральным спонсором выступила компания "Т-Платформы", а также корпорации AMD, IBM, Intel и Microsoft. Системы в Тор50 ранжируются по показателям реальной производительности, полученным на тестах Linpack в соответствии с мировым стандартом. Рейтинг суперкомпьютеров СНГ обновляется два раза в год, позволяя оперативно отслеживать тенденции развития суперкомпьютерной отрасли стран Содружества (www.supercomputers.ru).
Перемены, произошедшие за полгода с момента анонсирования предыдущей версии Тор50, значительны. Подробнее о них и новых тенденциях в области высокопроизводительных вычислений рассказал заместитель директора НИВЦ МГУ член-корреспондент РАН Владимир ВОЕВОДИН:
- Шестая редакция списка Тор50 продемонстрировала рекордный рост производительности самых мощных компьютеров СНГ. Впервые за время существования рейтинга реальная суммарная производительность всех его систем на тесте Linpack за полгода выросла вдвое, составив 45.8 триллионов операций в секунду (TFlop/s). При этом 7 из 13 новых систем шестой редакции вошли в первую десятку рейтинга. Такой результат наглядно показывает, как бурно развивается данный сегмент отрасли.
Первое место в нынешней редакции Тор50 заняла машина, установленная в Томском госуниверситете, - суперкомпьютер "СКИФ Cyberia" компании "Т-Платформы" с реальной производительностью в
9 TFlop/s (ее пиковая производительность - 12 TFlop/s). Лидер предыдущих списков - суперкомпьютер МВС-15000ВМ, установленный в МСЦ РАН и удерживавший первое место в Тор50 в течение полутора лет, занимает сейчас вторую строку списка, его реальная производительность - 6.7
TFlop/s. Следует отметить, что в МСЦ РАН помимо этого суперкомпьютера работают еще две мощные установки, которые делают данный академический центр самым мощным в России, ориентированным на научные расчеты: суммарная производительность всех его систем составляет порядка 20 TFlop/s.
Следующие три системы шестой редакции Тор50, как и "СКИФ Cyberia", также появились в рейтинге впервые. Корпорация HP представила новый суперкомпьютер МСЦ с реальной производительностью 4.8 TFlop/s, а также ставший самым мощным в финансовом секторе суперкомпьютер Сбербанка России с производительностью 3 TFlop/s. Он, кстати, входит и в мировой список Тор500. Пятую позицию рейтинга супермашин СНГ занимает компьютер Института кибернетики НАН Украины с пиковой производительностью 2.2 TFlop/s. Поставившая его украинская компания Entry впервые заявила о себе в качестве самостоятельного производителя готовых решений. Кстати, еще одна новая система из Украины заняла седьмое место в рейтинге: компьютер Национального технического университета "Киевский политехнический институт" с реальной производительностью 1.5 TFlop/s, поставленный украинской компанией "Юстар". На этот раз десятку лидеров Тор50 замыкают два новых компьютера производства компании "Т-Платформы": системы Санкт-Петербургского государственного политехнического и Томского политехнического университетов с реальной производительностью 1 TFlop/s и 791 GFlop/s соответственно. Таким образом, количество компьютеров "терафлопного диапазона" (с реальной производительностью более 1 TFlop/s) на территории СНГ за прошедшие полгода увеличилось сразу в три раза, а нижняя граница первой десятки по производительности поднялась вдвое.
Пожалуй, самый главный результат новой редакции Тор50 - поистине колоссальное обновление лидеров. Обратите внимание на некоторые интегральные характеристики. Например, как менялась производительность систем по сравнению с предыдущей редакцией списка. Только в первой пятерке она возросла более чем в два раза. Результат не характерный для мировой отрасли в целом, но уникальный для СНГ. Во многом это отражает и политику государств, и наши национальные особенности.
География новой редакции Тор50 практически не изменилась: по-прежнему основные суперкомпьютерные системы установлены в России. Проявила активность и Украина: там лидерами в данной области являются Институт кибернетики НАН Украины и Национальный технический университет "КПИ", которые имеют давние традиции в области вычислительной техники как в разработке собственных архитектур, так и в использовании систем для решения реальных задач.
Еще одна заметная тенденция шестой редакции списка - рост производительности и технологической новизны компонентной базы решений. Больше половины новых систем используют двухъядерные процессоры Intel Xeon серии 5000 и 5100, а высокопроизводительные сети стандарта InfiniBand уверенно вытесняют привычный Gigabit Ethernet: доля компьютеров, использующих InfiniBand, выросла на 18%. При этом системы с кластерной архитектурой вытеснили суперкомпьютеры с общей памятью: доля кластеров впервые достигла 100%. Что, впрочем, и неудивительно, поскольку данная архитектура становится сегодня доминирующей. С одной стороны, это особенность нашего рынка - рынка вычислительной техники на территории СНГ. С другой - есть много интересных направлений в данной области, которые еще, безусловно, покажут свой потенциал, и потому не хочется, чтобы сложилось впечатление, будто мы стремимся к некоторой однородной универсальной архитектуре. Стоит обратить внимание на интересную систему, установленную одной из известных отечественных компаний Kraftway. Особенность ее архитектуры в том, что она одновременно объединяет три сети: QsNet, InfiniBand, Numalink. Таким образом, пользователям представляется прекрасный полигон для проведения исследований, а это крайне необходимо в данной области.
Что касается производителей супермашин, то в шестой редакции списка четко видны три лидера: доля корпорации IBM по количеству поданных в список Тор50 систем составила 30%; также 30% составила и доля систем производства компании "Т-Платформы", поставившей более половины всех новых компьютеров шестой редакции рейтинга (с учетом суперкомпьютеров "СКИФ К-500" и "СКИФ К-1000" ОИПИ НАНБ, установленных в сотрудничестве с участниками российско-белорусской программы "СКИФ"); корпорация HP увеличила долю своих систем в списке c 20% до 22%.
Важно отметить и такую тенденцию: число суперкомпьютеров собственной сборки постоянно сокращается. Сегодня это, впрочем, мало кого удивляет. В начальный момент становления отрасли построить собственный кластер, взяв пять - десять компьютеров, было не слишком сложно, особые технологии не требовались. Но сегодня, когда системы становятся большими (а в нынешнем списке только две имеют менее 32 процессоров), их должны делать профессионалы: сборка, отладка, обслуживание. И на отечественном ИТ-рынке все больше появляется заметных игроков, способных поставлять продукцию современного уровня "под ключ".
Еще одна из важных особенностей новой редакции Тор50 в том, что бурный рост рынка высокопроизводительных решений СНГ за прошедшие полгода обеспечила прежде всего активность вузов. Судите сами: из 13 новых систем 8 установлены в университетах России и Украины. Доля компьютеров, использующихся в сфере науки и образования, выросла на 8% за счет пропорционального сокращения доли систем промышленного использования. Количество последних, соответственно, уменьшилось с 28% до 20%.
Кто, как и зачем использует супермашины подобного уровня, тема отдельного разговора. Вот лишь несколько ремарок. Три компьютера из первой десятки Тор50 установлены в политехнических университетах, что отнюдь не случайно. Сегодня промышленность готова использовать такие системы, но... не может: нет кадров соответствующего уровня подготовки, ведь просто поставить у себя мощную вычислительную технику - мало, необходимо уметь грамотно ею распорядиться. Специалистов, способных решать задачи современного производства, готовят политехнические вузы. Именно туда промышленность и идет за помощью, именно там для нее гораздо проще и выгоднее установить суперкомпьютер, наладив партнерское сотрудничество. Это характерная черта нашего времени. Прекрасный пример такого взаимодействия вуза и промышленности - Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. С ним активно работают и Ленинградский металлический завод, и объединение "Силовые машины", и завод "Арсенал" и другие производства.
Другой хороший пример, когда установка суперкомпьютера в вузе позволяет сформировать мощную инфраструктуру в регионе, - Южно-Уральский государственный университет. Он "вписался" в суперкомпьютерную тематику всего несколько лет назад, а сегодня на базе ЮУрГУ создается мощный центр инженерных расчетов: запущенная в качестве катализатора одна кластерная система при правильной постановке дела стала основой, притягивающей к себе промышленность.
Выход на первый план суперкомпьютеров, установленных в научных и образовательных учреждениях, - в определенной мере отражение и госполитики, и реализации специальных проектов ведущих игроков в этой области. Как известно, сегодня 57 вузов стали победителями инновационного конкурса, получив значительные суммы на реализацию своих программ развития. Что как не суперкомпьютер может служить точкой концентрации инновационных технологий в современном университете? Лозунг "Терафлопный компьютер в каждый инновационный вуз", вероятно, многим покажется слишком громким, но подумать об этом стоит. Конечно, кроме высокопроизводительной техники вузам не хватает и других насущных вещей, однако пройдет два года, и что останется? В данном случае суперкомпьютер - весомый задел на будущее.
Терафлопный компьютер - много это или мало? В определенной мере ответить на этот вопрос позволит недавно опубликованный рейтинг 100 самых мощных компьютеров Китая: лишь одна из представленных в нем машин имеет производительность менее одного терафлопа (www.samss.org.cn/2006-China-HPC-TOP100-20070301-eng.htm).Только девять компьютеров из нынешнего Тор50 СНГ вписались бы в ТОР100 Китая. Наша первая десятка выглядит неплохо, но основа рейтинга, на которой все развивается и взращивается, - увы...
Два года назад была анонсирована комплексная программа по установке высокопроизводительной техники в отечественные научно-образовательные организации (подробнее о программе на сайте www.parallel.ru). Ее инициаторы НИВЦ МГУ, компании "Т-Платформы", ТЕСИС, Институт программных систем РАН объединили свои усилия по продвижению современной супертехники в вузы и академические институты: поставка оборудования, его настройка и отладка, установка соответствующих требованиям организаций инженерных пакетов, обучение персонала работе на новых машинах - комплексное решение столь актуальных сегодня задач. Многие вузы и научные институты уже воспользовались этим предложением. И пусть не все системы, приобретенные ими, можно пока увидеть в Тор50, важно, что движение начато. Разумно ли игнорировать имеющиеся возможности?
Следующая седьмая редакция списка суперкомпьютеров СНГ будет по уже сложившейся традиции представлена в сентябре на конференции "Научный сервис в сети Интернет: многоядерный компьютерный мир" (agora.guru.ru/abrau).