Прошла секунда, а в это время суперкомпьютер произвел порядка трехсот триллионов операций.
- Такова по личным подсчетам потенциальная пиковая производительность суперкомпьютера, который сейчас работает на базе Марийского государственного университета, – рассказывает проректор по научной работе и инновационной деятельности вуза Анатолий Леухин. – Один из самых мощных суперкомпьютеров в России находится в Саровском ядерном центре. Мы пока не в списке, потому что не участвовали в замерах. Но планируем в этом году их пройти по общепринятым тестам. Уже сейчас могу сказать, что у нашего суперкомпьютера высокая вычислительная мощность. Мы можем рассчитывать на лидерские позиции в стране.
Миллион за террафлопс
Производительность всех суперкомпьютеров измеряется во флопсах – единицах, показывающих, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет система. Тестовая программа для суперЭВМ едина для всех, разница лишь в промежутке времени, за который система справится с задачей.
IT– Только университеты могут содержать суперкомпьютеры, потому что они очень дорогие, на создание одного террафлопса требуется один миллион рублей. У нас 300 террафлопсов. Не говоря уже о том, сколько электроэнергии тратится. В нашем случае – это в среднем миллион рублей в год. Он очень энергоемкий. Но мы понимаем, что без высокоскоростных вычислений не будет сегодня развития науки, – рассказал ректор вуза Михаил Швецов.
Университет сегодня – это в том числе IT-компания. В вузе, по данным руководства, работает порядка пятидесяти разработчиков-алгоритмистов, которые занимаются большой наукой, в том числе связанной с обороноспособностью страны. Без них, а следовательно – суперкомпьютера, исследования, построенные на расчетах, малоперспективны.
– Когда в стенах университета находятся представители крупнейших корпораций страны в области радиофизики и у студента есть возможность с первого курса и учиться, и работать, это здорово. Мы даем возможность ребятам заниматься кодами, математикой, мы еще даем возможность попробовать себя в науке. Мы создаем из них ученых. Такие ребята защищаются, остаются жить и работать в Марий Эл, – отметил Михаил Швецов.
От сотых до триллиона
А начиналось все в вузе с обычных компьютеров.
Первый вычислительный кластер, способный решать в пределах четырехсот задач в секунду, построил доктор физико-математических наук Александр Косов. С приходом новой управленческой команды в 2013 году это направление получило развитие. Объединив персональные компьютеры в одну вычислительную сеть, здесь запустили грид – систему, которая стала первым шагом на пути развития высокопроизводительных вычислений в вузе, закупки профессионального оборудования и наращивания вычислительного кластера.
– Запрос на вычислительные ресурсы в мире гораздо выше, чем возможности всех суперкомпьютеров, и он постоянно растет. Первая задача, которую мы решали, была из области дискретной математики. Мы занимались поиском минимаксных оптимальных бинарных последовательностей, которые используются в радиолокации, медицине, системах синхронизации. И это одна из важнейших задач, которой занимается мировое научное сообщество. Позже мы переключились на поиск оптимальных ансамблей бинарных последовательностей, которые используются в сотовой связи, системах пять и шесть «джи».
Далее, когда весь мир скупал графические карты для криптовалюты, мы рассматривали их как возможность создания нейронных сетей и их обучения. К нам подключились биологи, которые математическим путем осуществляют поиск новых форм лекарств, синтезируя вещества не в пробирках, а с помощью высокопроизводительных вычислений. Есть задачи в области математики, когда известны конечные данные, а нужно восстановить исходные. Это применимо, например, для задач обработки топографических снимков.
Сегодня мы работаем с Саровским ядерным центром, разрабатываем сложнейшую систему математического моделирования электромагнитных процессов. Такие процессы можно сымитировать лишь на базе суперкомпьютеров. Адекватность моделей настолько велика, что, как смоделируем в компьютерном эксперименте, так и будет на самом деле, – отметил Анатолий Леухин.
Всегда на посту
Суперкомпьютер не только инструмент для научных исследований на базе вуза, но и источник дохода.
– На научные проекты мы получаем гранты, используем суперкомпьютер для этих целей. Если посчитать, сколько мы вложили в развитие суперкомпьютера и сколько мы уже заработали на нем, то это очень выгодное вложение, — отметил проректор вуза.
Суперкомпьютер, или, как его еще называют, числодробилка или числогрыз, практически никогда не выключается. Исключение – раз в год, ради проведения ремонтных или профилактических работ. Остальное время он занят вычислениями.
Помимо грантовых и договорных проектов, в вузе работают над перспективными внутренними направлениями, по которым защищаются диссертации. Например, проект по анализу рентген-снимков с выявленной пневмонией в период пандемии. Дальше – больше. Систему обучают распознавать УЗИ-снимки, томографию. Работа в этом направлении продолжается. Цель – сделать качественный конкурентоспособный продукт.
Человек против компьютера
– В научных исследованиях компьютер – помощник, и он никогда не победит человека. И в этом я уверен. Человек способен на поиск нового, а компьютер – это инструмент для решения задач в рамках заданных алгоритмов, но решает он их с такой скоростью, которую человеческий мозг не в силах развить, – подытожил проректор по научной работе и инновационной деятельности Анатолий Леухин.
Прямая речь
Виктор Овсянников, магистр 2 курса Института естественных наук и фармации МарГУ:
– Я занимаюсь хемоинформатикой и молекулярным моделированием биологических систем, использую для этого часть мощностей МарГРИДа. Благодаря этим вычислительным мощностям у меня есть возможность решать задачи в областях химии, биологии, фармации. Один из наших проектов – изучение молекулярных механизмов нарушения метаболизма фолиевой кислоты – мутации в гене MTHFR. Суперкомпьютер занимается вычислениями пространственного строения фермента, силы межмолекулярных взаимодействий, мы выдвигаем гипотезу, планируем расчеты и адаптируем дальнейшие эксперименты в соответствии с результатами.
"У нас в университете сегодня Ренессанс науки. Благодаря суперкомпьютеру сегодня мы создаем лекарства от рака, ишемической болезни сердца, сахарного диабета, работаем на уровне митохондрий", - Михаил Швецов, ректор МарГУ.
В прошлом году мы рассказывали о некоторых проектах, над которыми работают молодые ученые региона: от виртуального тренажера и экзоскелета до изучения древесины по "уколу". В том числе о проектах МарГУ. Подробнее читайте далее по ссылке.
