Участники Первой всероссийской научно-практической конференции "Перспективы развития высокопроизводительных вычислительных архитектур", приуроченной к 60-летию ИТМиВТ им. С. А. Лебедева, отметили острую необходимость объединения усилий всех субъектов отечественной ИТ-индустрии для создания суперкомпьютеров, способных решать задачи национальной безопасности. Однако для этого требуется сформировать условия для рождения и реализации новых идей, которые были в истории страны на заре становления компьютерной отрасли.
ИТ вместо оружия
Паритет в области оружия массового поражения позволял до сих пор сохранять баланс сил на планете, сегодня таковым становятся средства работы с информацией: государство, обладающее лучшими системами обработки огромных потоков разведывательных, аналитических, экспериментальных и прочих данных, будет иметь преимущество. Как было заявлено на конференции, запас производительности национальных суперкомпьютерных систем в два порядка над системами в других странах дает ее обладательнице стратегическое преимущество. Причем такие системы должны быть собраны без применения коммерчески доступных компонентов.
Россия снова переживает экономический подъем – у страны появились возможности для создания и производства собственных суперкомпьютерных систем, отвечающих статусу самостоятельной державы. Необходимо возродить научную школу разработки вычислительной техники и воссоздать технологическую базу для их производства. Для решения такой глобальной задачи требуется поддержка государства и кооперация сохранившихся проектных центров.
Начиная с 1950-х годов и вплоть до конца 1980-х отечественные вычислительные комплексы для решения стратегически важных для национальной безопасности задач ничем не уступали зарубежным, и немалая заслуга в этом принадлежала ИТМиВТ, в стенах которого было создано более 20 типов систем общего и специального назначения: АС-6; "Диана-1" -- обработка данных от радиолокационных станций; БЭСМ, М-20, ЦВМ 5Э92б – управление зенитными комплексами А-35 для ПРО Москвы, развернутых в 1962 году; 5Э26 -- ЗРК С-300, поставленные на вооружение в 1969 году; 40У6 -- для комплексов С-300ПМ; "Эльбрус-3". Сегодня институт постепенно восстанавливает свой потенциал -- 450 сотрудников ведут 50 проектов, среди которых можно отметить, например, встраиваемые системы для лайнеров Sukhoi Superjet 100.
Помимо ИТМиВТ, сохранили свой потенциал ведущие центры, работающие в области вычислительной техники: НИЦЭВТ, ИНЭУМ, НИИСИ РАН и ИПМ им. М.В. Келдыша РАН. Отрасль преодолела состояние кризиса, и для нее настала пора смотреть вперед, а не оглядываться назад, используя наработки 40-50-летней давности. И для этого, как отметил директор ИТМиВТ Сергей Калин, сегодня остро необходим проект по созданию отечественного суперкомпьютера, а также восстановлению промышленно-технологической инфраструктуры — экосистемы электроники. Организации, принимающие участие в конференции, фактически составляют костяк сети проектных центров, на которых может основываться разработка перспективных вычислительных машин".
С надеждой на возрождение
Александр Ким, генеральный директор компании ИНУЭМ, рассказал о ходе работ над МВК "Эльбрус-3", в основе которой заложены идеи "Эльбруса-1" и "Эльбруса-2", отметив, что "архитектура 'Эльбрус' многократно повышает производительность за счет одновременного исполнения 23 команд за такт и автоматического распараллеливания программ оптимизирующим компилятором". Илья Левин, заместитель директора по научной работе НИИ многопроцессорных вычислительных систем Южного федерального университета, изложил текущее состояние дел с созданием многопроцессорных вычислительных структур с динамически переконфигурируемой архитектурой на основе ПЛИС, отметив, что при решении многих практических задач реальная производительность многопроцессорных вычислительных систем не превышает 5-10% пиковой, и основная причина этого заключается в несоответствии жесткой аппаратной архитектуры и информационной структуры класса решаемых задач. Данную проблему можно устранить с помощью динамически реконфигурируемой архитектуры, подстраиваемой под требования конкретной задачи.
Леонид Эйсымонт, заместитель главного конструктора суперкомпьютера стратегического назначения "Ангара" (НИЦЭВТ), уверен, что после 2011 года в России реально изготовить образцы суперкомпьютера стратегического назначения с характеристиками, близкими к подобным японским и американским системам. Однако опираться на показатель TFLOPS и анализировать Top 500 как мерило возможностей таких суперкомпьютерных систем неправильно. Действительно, в Top 500 представлено менее 1% работающих по всему миру суперкомпьютерных систем, а используемые для составления этого рейтинга метрики не годятся для оценки производительности систем, предназначенных для решения задач национальной обороны (разведка, антитеррористические операции, моделирование крупномасштабных конфликтов), характеризуемых интенсивной работой с огромными массивами памяти при нерегулярном доступе к ней.
В материалах конференции имелся доклад Юрия Борисова, заместителя руководителя Федерального агентства по промышленности РФ, в котором он отмечает, что страна в данный момент не имеет средств для формирования с чистого листа новой инфраструктуры компьютерной отрасли, и разработка компьютерной техники должна вестись при поддержке государства в действующей системе проектных центров. Про объединение усилий говорили многие участники конференции, в частности Андрей Кокошин, первый заместитель председателя комитета Госдумы по науке и наукоемким технологиям, однако апеллировать сегодня к отсутствию средств несколько странно, учитывая нынешний цены на энергоносители. Даже с поправкой на инфляцию финансовых ресурсов у страны сейчас больше, чем было в 1960-е годы, в период расцвета отечественной компьютерной индустрии. "России остро необходима сегодня полномасштабная многокомпонентная национальная программа развития высокопроизводительных вычислений" - отметил Кокошин.
Как отмечали в кулуарах участники конференции, налицо признаки начала работ по программе развития высокопроизводительных вычислений, однако на сегодняшний день еще отсутствует целостность понимания проекта. Например, не решен вопрос, разрабатывать ли суперкомпьютер собственными силами или пойти по пути приобретения высокотехнологичных решений и готовых компаний. Сегодня, по словам Кокошина, в руководстве страны идет работа по определению направлений и основных задач такой программы, выполнение которой будет вестись при поддержке государства и большого бизнеса. "В России сейчас имеется по крайней мере четыре-пять заслуживающих внимания программ развития суперкомпьютинга, которые должны поддерживаться государством вместе с частным бизнесом, и сегодня надо донести до руководства страны актуальность проведения таких работ", заявил в заключение Кокошин.
Судя по материалам конференции, сегодня вполне можно говорить о возрождении отечественной суперкомпьютерной индустрии. Важно, правда, чтобы первая конференция, как это часто бывает в России, не стала последней, а в пылу борьбы за государственные субсидии не были бы похоронены перспективные разработки, либо, наоборот, раскритикованы массовые системы, например кластеры. Каждая архитектура предназначена для решения своего класса задач, дополняя друг друга: подготовка кадров специалистов, отработка технологий по созданию элементов суперкомпьютера, разработка новых методов программирования и т. п. – все это способствует поддержке экосистемы для рождения новых идей, необходимых для создания системы, обеспечивающей решение задач национальной безопасности. Для таких задач нужны новые архитектуры, разработка которых требует динамичной кооперации государства, ведущих ИТ-компаний и крупного бизнеса, позволяющей, как отметил Калин, начинать новый проект каждые два-три года, а не раз в 15 лет.