ПРОБЛЕМА
Росіяни створили суперкомп'ютер, здатний конкурувати з найпотужнішими "колегами", - нашим ученим бракує грошей
З настанням весни Інтернет-мережа зарясніла інформаційними повідомленнями про те, що в ядерному центрі російського міста Сарова - структурній одиниці державної корпорації "Росатом" - запрацював комп'ютер потужністю 1 петафлопс. На сьогодні це найпотужніший суперкомп'ютер у Російській Федерації, котрий посів 12-й щабель у світовому рейтингу ТОП-500 і 1-й - у рейтингу ТОП-50 самої Росії та країн СНД. Чесно кажучи, прочитавши це, щиро позаздрила нашим сусідам - отепер амбіції росіян, причому цілком заслужено, отримали належне визнання. Щоправда, зупинятися на цьому російські вчені не збираються - вже до 2020 року планують створити машину екзафлопсного рівня, відповідно збільшивши потужність існуючої.
До речі, ядерний центр у Сарові, що належить військовим, потужні комп'ютерні системи мав завжди, проте з цілком зрозумілих причин далеко не завжди широко афішував цю справу. Та навіть якщо не зважати на надпотужну електронно-обчислювальну систему, яка працює на вирішення найсерйозніших державних завдань, у наших сусідів-росіян суперкомп'ютерів, як стверджують вітчизняні фахівці, щонайменше півдесятка. Чи не найвідоміший з них - "Ломоносов" у Московському держуніверситеті, який за своїми параметрами удвічі поступається саровському "колезі". Хоча вчені з МДУ вважають такий стан справ тимчасовим: за попередніми планами, їхній електронно-обчислювальний комплекс наростить "м'язи" з 510 терафлопс до 1,3 петафлопс, тобто стане навіть потужнішим, ніж саровський, ще цього року.
Моделюємо вихід з кризи?
У пересічної людини, яка навіть не уявляє, на що здатна машина такого рівня, може виникнути логічне запитання: навіщо потрібна подібна техніка, на створення якої, мабуть, ідуть колосальні кошти? І справді, це ж не звичайний комп'ютер, котрий сьогодні - якщо не вдома, то на роботі - стоїть на столі практично в кожної людини, виконуючи найрізноманітніші функції - від банальної друкарської машинки, можливості виходу в Інтернет і спілкування з людьми в будь-якому куточку планети до - даруйте! - "свахи", коли за його допомогою знайомляться і навіть одружуються. Слухаючи пояснення вчених, які популярною мовою намагаються розтлумачити можливості суперЕОМ, мимоволі згадую старий голлівудський фільм, сюжет котрого зав'язаний на тому, що надсучасні комп'ютерні системи взяли гору над людиною і що з того вийшло. Та якщо серйозно, рівень головного суперкомп'ютера країни - це фактично рівень її національної безпеки.
"Без суперкомп'ютера не обійтися там, де доводиться вирішувати складні задачі, що у людини займуть надто багато часу й сил, - роз'яснюють фахівці Інституту кібернетики ім. В. Глушкова Національної академії наук України, де створенням таких систем займалися ще за Радянського Союзу, - один із найголовніших напрямків - моделювання економічних процесів. Але ж надскладні завдання є не тільки в економіці, а й у галузях науки, техніки, екології, сільського господарства та безпеки, зрештою, в космічній".
Насправді ці розумні машини потрібні метеорологам (допомагають прогнозувати погоду), в роботі з біотехнологіями (зменшується час, затрачений на дослідження), у фармації (створення нових ліків), медицині (пошук сучасних технологій і визначення рівня їхньої ефективності), у сфері фінансів - словом, скрізь, де важлива не лише точність, а й затрачений час. Про що мова - надпотужні електронно-обчислювальні системи використовуються навіть при розшифруванні генома людини, що відкриває перед людством нові можливості. А за розумного використання, вважають кібернетики, можна навіть напрацювати шляхи виходу з економічної кризи. Щоправда, аби механізм, запропонований розумною машиною, був дієвим, потрібно його чітко дотримуватися, інакше усе виявиться марним.
Вітчизняні реалії
Україна теж має щонайменше два суперкомп'ютери приблизно однакової потужності, здатні вирішувати подібні завдання. Один з них створений на базі нашого Національного технічного університету "КПІ", інший - на базі Національної академії наук, в Інституті кібернетики ім. В. Глушкова. Щоправда, потужність вітчизняних електронних систем (а це 7,5 терафлопс) навіть дивитися в бік серйозних світових рейтингів не дозволяє - тут хоча б у ТОП-50 у межах СНД потрапити! Проте з таким фінансуванням української науки загалом і модернізації суперкомп'ютера зокрема про таке годі й мріяти - Україна тут стійко пасе задніх. Навіть найпередовіша техніка, якщо її не модернізувати і не вкладати кошти, зазначають українські вчені, обов'язково втрачає свої позиції - зазвичай ресурсу вистачає на 4-5 років. За цей час обладнання встигає морально застаріти, тож ці роки варто використати максимально ефективно, аби вкладені раніше кошти не виявилися викинутими на вітер. Маючи достатній науковий потенціал, який вирішуватиме математичну частину завдань, триматися на рівні можна за єдиної умови - достатнього фінансування, котре дозволить вчасно модернізувати техніку, або, якщо ще простіше, - залізо. Саме тому світовий рейтинг скидається на живий організм, де постійно змінюються фігуранти певних позицій.
На даному ж етапі СКІТ-3 (саме так називається суперкомп'ютер інституту кібернетики), що уже пережив кілька модернізацій, за словами директора інституту академіка Івана Сергієнка, завантажений на 100%. До нього під'єднані комп'ютерні системи більшості науково-дослідних установ, що розкидані по всіх областях країни. Тобто, в Україні створена й активно функціонує внутрішня мережа, яка дає можливість науковцям вирішувати складні сучасні задачі.
"Ми тісно працюємо з геологами, - деталізує академік Сергієнко, - от вам приклад, доступний для розуміння навіть школярам: у Західній Україні, що потерпає від повеней, постійно існує ризик зсувів різноманітних будівель. Та й хіба один раз вода залишала без даху над головою цілі родини? Чи можна убезпечити людей від подібної біди? Як учений кажу вам: можна! Але у нас ще на етапі планування будівництва належним чином не дослідили природне середовище. Геологи, використовуючи суперкомп'ютер, можуть давати попередню характеристику грунтів на задану глибину - і це дасть змогу не допускати неприємностей".
Та оті 7,5 терафлопс потужності, які має наш головний комп'ютер країни, на сьогодні просто мізер. Щоб країна і надалі могла конкурувати у цій царині з іншими, СКІТ у черговий раз треба модернізувати. Коли я зустрілась з Іваном Васильовичем уперше (наприкінці 2010 року), він розповів, що необхідність такого кроку вчені намагалися пояснити найвищому керівництву держави. "А щоб підсилити потужність цієї системи у 100 разів, - ділиться директор інституту, - коштів треба не так і багато - вистачить 60 млн грн". Що це дасть на практиці? Розширить можливості практично скрізь, де використовується ця обчислювальна система. Застосування модернізованого комплексу СКІТ-4 передусім дасть можливість без значних капітальних витрат підвищити якість і знизити собівартість продукції як, скажімо, у сільському господарстві, так і в хімічній чи металургійній галузях. Тут варто виокремити моніторинг техногенного впливу на довкілля, зокрема задачі оцінювання й моніторингу споживання питної води в Україні як території із малими запасами цього ресурсу. До речі, саме в цьому напряму на СКІТ-3 уже працюють понад три десятки високопродуктивних інтелектуальних ІТ для задач міцності конструкцій (споруд і будівель, об'єктів гідротехніки, аеро-ракетних комплексів тощо), моделювання забруднень, моніторингу видобутку сировини та ін.
Байка Крилова на український лад
Минуло півроку, а віз, як це не банально звучить, і досі там. Керівництво Академії наук України, розуміючи, що ситуація майже критична, нещодавно звернулося з листом до Прем'єр-міністра Миколи Азарова. Якщо не удосконалити систему, йдеться в листі, розв'язувати надсучасні проблеми на належному рівні стане неможливим. Орієнтовна вартість такої модернізації - приблизно 50 млн грн (мова про суму навіть меншу тієї, що раніше називав мені директор інституту). Гроші потрібні передусім для закупівлі обчислювальних вузлів та суміжного обладнання, а також для збільшення потужності систем охолодження й енергозабезпечення. Потрібне і додаткове приміщення, кабельні мережі, і з усіма цими проблемами за наявності фінансування впоратися неважко. Якщо гроші виділять і СКІТ-3 таки перетвориться на СКІТ-4, це, за словами Івана Васильовича, дозволить Інституту кібернетики НАНУ вийти на 40-55 місце в TОП-500 у світі та 2-3 місце в TОП-50 по СНД.
До речі, про гроші. З вітчизняним суперкомп'ютером усе зрозуміло - він є і поки що безнадійно не застарів. Тож відповідне фінансування здатне не просто врятувати імідж держави у цій царині, а й створити надсистему, що забезпечуватиме діяльність самої країни. Щоправда, поки що реакції урядовців на звернення вчених немає - чи то часу їм бракує, аби ознайомитися з листом від Академії наук, а чи просто не розуміють, наскільки це важливо. А тим часом у Росії питанням створення суперкомп'ютерів, судячи з Інтернет-публікацій, переймається прем'єр Володимир Путін ледь не особисто. Не залишається осторонь цієї теми й американський президент Барак Обама - витрати на створення й оновлення суперкомп'ютерів нового покоління він вніс окремим рядком у цьогорічний бюджет. І йдеться там про суми, що нашим ученим навіть не снилися.
ДOВІДКA "УК"
Флопс, за системою СІ, - одиниця вимірювання обчислювальної потужності суперкомп'ютера, що показує, скільки операцій із плаваючою комою в секунду виконує певна ЕОМ.
Терафлопс - 1 трильйон операцій в секунду (1012, використовується з 1997 р.).
Петафлопс - відповідно, 1015 (2008 р.).
Екзафлопс - 1018, проте систем з такою потужністю ще не створили.
А ЩО У СВІТІ
Китайці обійшли всіх
Перша позиція у списку ТОП-500 (а остання його ревізія відбулась у листопаді 2010 року) уже належить не американцям і не японцям, як було раніше. Найпотужніший суперкомп'ютер - китайський комплекс Tіanhe-1A (4,7 петафлопс). У спину йому дихає американська суперЕОМ Cray XT5 Jaguar (2,3 петафлопс). До речі, саме американці планують вже до 2018 - на два роки раніше за росіян - створити систему екзафлопсного класу. Таку інформацію оприлюднило одне з агентств, що працює у структурі міноборони США.
Найпотужніший європейський суперкомп'ютер - німецький, у ТОП-500 він посідає 5-ту позицію. Росіяни в першу десятку поки що не потрапили, хоча наміри такі є. А останнім часом до країн, здатних створювати надпотужні комп'ютерні системи, приєднався ще й Іран - ця країна оголосила, що теж має два суперкомп'ютери, у столичному в Тегерані та істфаханському Технологічному університетах.