Продукт «передовых идей»: какие задачи будет решать новый российский суперкомпьютер

Новый суперкомпьютер — это совместный проект Лаборатории теоретической физики (ЛТФ) им. Н.Н. Боголюбова и Лаборатории информационных технологий (ЛИТ), где он занимает отдельное помещение.

Устройство названо в честь советского математика, члена-корреспондента АН СССР Николая Говоруна, директора Лаборатории вычислительной техники и автоматизации ОИЯИ в 1988—1989 годах.

Машина состоит из двух частей. Первая — это модули, разработанные отечественной компанией РСК на базе серверных технологий Intel, с системой жидкостного охлаждения. Как рассказывают конструкторы, она эффективнее отводит тепло, что позволяет машине работать интенсивнее.

Вторая часть суперкомпьютера состоит из графических процессоров Nvidia Volta, которые помогут решать задачи, связанные с искусственным интеллектом и машинным обучением.

• © RT

«Наши учёные получили в своё распоряжение мощный и современный инструмент, который позволит кардинальным образом ускорить комплексные теоретические и экспериментальные исследования в области ядерной физики и физики конденсированных сред», — отметил директор ЛИТ ОИЯИ Владимир Кореньков.

Новый суперкомпьютер уникален тем, что он гетерогенный (гибридный), то есть в нём используются процессоры нескольких видов, а также графические ускорители, что даёт машине ряд преимуществ. 

«То, что вычисления могут происходить на графических процессорах, играет очень большую роль. Мы обрабатываем результаты физических экспериментов с помощью методов машинного обучения, то есть пытаемся решать задачи, которые не решаются путём традиционного моделирования, потому что объект очень сложный. Например, бывает, что нужно произвести косвенные измерения, когда человек не может померить то, что его реально интересует: к молекуле же нельзя приложить линейку. Такие задачи встречаются в спектроскопии, космической физике. Здесь с помощью суперкомпьютера мы прогнозируем потоки заряженных частиц, что необходимо для космических аппаратов, находящихся на околоземной орбите», — сообщил заведующий лабораторией адаптивных методов обработки данных НИИЯФ МГУ Сергей Доленко.

Квадриллион операций в секунду

Мощность суперкомпьютера «Говорун» составляет 1 петафлопс (единица, используемая для измерения производительности компьютеров. — RT), он способен производить квадриллион операций с плавающей запятой в секунду.

По этому показателю новая установка входит в топ-500 самых быстрых суперкомпьютеров мира.  

В этом списке, который возглавляет китайская машина Sunway TaihuLight мощностью 93 петафлопса, есть ещё три отечественных суперкомпьютера. На 63-й строчке расположился «Ломоносов-2», пиковая производительность которого оценивается в 2,96 петафлопса. 227-е место занимает «Ломоносов» с показателем 1,7 петафлопса. Оба компьютера используются в Научно-исследовательском вычислительном центре МГУ им. М.В. Ломоносова.

На 412-м месте — суперкомпьютер «Политехник РСК торнадо» с пиковой производительностью 829,3 терафлопса. Система работает в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете.

Рассказывая о суперкомпьютере «Говорун», директор ОИЯИ академик РАН Виктор Матвеев заявил, что необходимо дождаться первых результатов использования этой машины физиками.

«Своя специфика есть у каждого суперкомпьютера, она определяется задачами, которые формулируют и хотят решить учёные. Наш компьютер родился на передовых идеях всех областей науки», — сообщил в интервью RT Матвеев.

К началу начал

Новый суперкомпьютер поможет ускорить комплексные теоретические и экспериментальные исследования в области физики элементарных частиц и ядерной физики. По словам его создателей, суперкомпьютер незаменим для реализации ускорительного комплекса NICA на базе ОИЯИ. Именно с помощью «Говоруна» планируется воссоздать в лабораторных условиях особые состояния веществ — кварк-глюонную плазму и барионную материю — по мнению учёных, они существовали в первые мгновения после Большого взрыва.

«Прямых экспериментальных данных не хватает, поскольку очень сложно воспроизвести условия, которые существовали после Большого взрыва. Однако программа комплекса NICA направлена на изучение очень интересных критических явлений, например плотной барионной материи, существовавшей после Большого взрыва. Из неё состоят звёзды и мы с вами. Эксперименты на NICA будут промоделированы на суперкомпьютере, то есть мы фактически реализуем моделирование физики сверхтяжёлых состояний плотной барионной материи на компьютере», — рассказал Матвеев.

Ресурсы нового суперкомпьютера будут использоваться для крупных научных проектов на территории России и 18 стран — участниц ОИЯИ: Белоруссии, Армении, Азербайджана, Казахстана, Вьетнама, Чехии, Кубы, Северной Кореи, Румынии и других.

Физики говорят, что научный прогресс за последние 30 лет во многом обусловлен развитием суперкомпьютеров.

«Методы машинного обучения, нейронные сети помогают обрабатывать большие объёмы данных, полученных от ускорителей частиц, того же  Большого адронного коллайдера, или огромных телескопов. Суперкомпьютеры используют для решения многих задач — от создания моделей инновационных материалов, например высокотемпературных сверхпроводников, до моделирования молекулярных соединений и последующей разработки новых лекарств», — рассказал в беседе с RT старший научный сотрудник лаборатории аналитических вычислений в физике высоких энергий НИИЯФ МГУ Сергей Вернов.