Щоб дізнатися про поточний стан справ у Центрі суперкомп’ютерних обчислень НТУУ “КПІ”, кореспондент “КП” зустрілася з науковим керівником Центру професором А.І. Петренком.
– Анатолію Івановичу, пройшов майже рік від створення Центру. Чи виправдалися сподівання про нові можливості для забезпечення науковців і освітян обчислювальними ресурсами і даними?
– Дійсно, Центр суперкомп’ютерних обчислень як бюджетний підрозділ нашого університету було створено в жовтні 2006 року з метою розбудови інформаційної інфраструктури університету, реалізації положень Указу Президента України від 20 жовтня 2005 року “Про першочергові завдання щодо впровадження новітніх інформаційних технологій”, завдань Державної цільової програми ”Інформаційні та комунікаційні технології в освіті і науці на 2006-2010 роки”.
За цей час Центр суперкомп’ютерних обчислень забезпечив функціонування Українського філіалу Світового центру даних (СЦД) і віртуалізацію його різнорідних систем зберігання даних у вигляді єдиного сховища даних (так званого віртуального пулу), управління яким здійснюється централізовано за допомогою ПЗ IPStor фірми FalcomStor. Забезпечення користувачів сучасними даними (з фізики твердої Землі, сонячно-земної фізики, сталого розвитку суспільства тощо) і обчислювальними ресурсами для їх обробки здійснювалося дистанційно через спеціалізований СЦД портал і Національну комп’ютерну мережу для науки і освіти УРАН.
Було створено сприятливі умови вітчизняним постачальникам даних (наприклад, Інституту геофізики ім. Суботіна НАНУ) шляхом надання їм можливості самостійно в режимі on-line “вести” свої розділи у сховищі даних, вводити зі своїх комп’ютерів необхідні дані, слідкувати за їх оновленням і встановлювати правила доступу до своїх даних іншим користувачам.
Центр здійснював керівництво і координацію робіт із колективного використання багатопроцесорної кластерної обчислювальної платформи, мережевих та інформаційних технологій у наукових дослідженнях університету і України в цілому, з підтримки спеціальних груп користувачів за науковими інтересами в перспективних прикладних галузях (наприклад, моделювання динаміки речовин, побудови рельєфних профілів за знімками з космосу, математичного моделювання мікроелектронних механічних систем (МЕМС) тощо) і надання їм пріоритетних послуг із ресурсів Центру. Увесь час суперкомп’ютер працював надійно і стало.
– Відомо, що суперкомп’ютери швидко “старіють”. Як планується підтримувати сучасний стан багатопроцесорної кластерної обчислювальної платформи?
– Суперкомп’ютер НТУУ “КПІ” є одним із найпотужніших комп’ютерів в Україні. Він здатний виконувати 2.1012 операцій за секунду, тобто має показник пікової продуктивності 2 ТФлопс/с (а на тестових задачах 1,46 ТФлопс/с). Крім зазначеної швидкодії, він має спільну пам’ять процесорів 12.1012 байт, або 12 Тб, й архівну пам’ять 20 Тб.
Згідно з офіційно опублікованими даними цей суперкомп’ютер свого часу підвищив показники України в рейтингу найкращих 50-ти комп’ютерів країн СНД з 23-ї й 41-ї позицій (що займали суперкомп’ютери СКІТ-1 і СКІТ-2 Інституту кібернетики НАНУ) до 3-ї позиції, пропустивши вперед лише суперкомп’ютери МСЦ РАН (6,68 ТФлопс/с, Москва) і ОІПІ НАНБ (2,032 ТФлопс/с, Мінськ). Але у другому кварталі 2007 року ситуація дещо змінилася: в Росії було введено в дію найпотужніший у країнах СНД суперкомп’ютер Томського університету з продуктивністю 9,06ТФлопс/с і ще два меншою потужністю (4,77 та 3,059 ТФлопс/с), а в
Україні почав діяти новий суперкомп’ютер СКІТ-3 Інституту кібернетики НАНУ з тестовою продуктивністю 2,238 ТФлопс/с. Тому в черговому варіанті рейтингу найкращих 50 комп’ютерів країн СНД весною 2007 року ми посіли 7-е місце, а СКІТ-3 – 5-е місце, що теж непогано. Але ми не сиділи, склавши руки: сьогодні ми підвищили потужність нашого суперкомп’ютера майже вдвічі, до 3,13 ТФлопс/с, так що в осінньому рейтингу 2007 року найкращих 50 комп’ютерів країн СНД ми сподіваємося повернутися до першої п’ятірки.
Хочу підкреслити, що прагнення володіти найпотужнішим суперкомп’ютером в Україні не є самоціллю нашого Центру, просто ми вимушено відслідковуємо, як й інші, світову тенденцію безперервного поліпшення параметрів суперкомп’ютерів.
– Як склалася доля проекту Національної Grid-інфраструктури, про яку Ви писали у “Дзеркалі тижня” як про одне з головних завдань Центру?
– Можу з гордістю сказати, що такий проект став реальністю. В Україні з серпня цього року розпочалася (з держбюджетним фінансуванням) розробка Національної Grid-інфраструктури виробничої якості з високоякісними послугами на базі Національної науково-освітньої мережі УРАН для забезпечення загальнонаціональної віртуалізації розподілених обчислювальних ресурсів різних типів (процесорів, сховищ даних, мереж, унікального обладнання), здатних підтримувати життєдіяльність державних структур, наукових і освітніх організацій, промислових корпорацій. Проект виконує команда з десяти різних українських організацій (двох академічних, шести освітянських і двох промислових), яку очолює Інститут прикладного системного аналізу (ІПСА) НТУУ “Київський політехнічний інститут”. Науковим керівником проекту є Михайло Захарович Згуровський, ректор НТУУ “КПІ”, академік НАНУ, ініціатор створення Центру суперкомп’ютерних обчислень і Українського філіалу Світового центру даних, ініціатор впровадження Grid-технологій в Україні.
Виконавцями проекту є Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАНУ, Харківський національний університет радіоелектроніки, Львівський національний технічний університет “Львівська політехніка”, Запорізький національний технічний університет, Донецький національний політехнічний інститут, Дніпропетровський національний гірничий університет, державне підприємство “Львівський науково-дослідний радіотехнічний інститут” (ЛНДРІ) і підприємство ЮСТАР, яке монтувало наш суперкомп’ютер і здійснювало його технічний догляд.
Передбачається протягом 2007-2008 років створити Grid-інфраструктуру з шістьма ресурсно-операційними центрами (в Києві, Харкові, Донецьку, Дніпропетровську, Запоріжжі і Львові) і розпочати відокремлене обслуговування майбутніх користувачів-науковців з університетів та наукових установ України.
Звичайно, ця початкова Grid-інфраструктура буде добудовуватися, а кількість її центрів і розробників з організацій МОН і академічних інститутів НАНУ буде зростати. Цьому сприяє фрактальність Grid-інфраструктури, тобто така її властивість, коли система подібна самій собі на кожній, різній за масштабом ділянці.
– Чи передбачається і коли підключення української Grid як повноцінної складової до європейської Grid-інфраструктури і надання таким чином можливості вченим України активно співпрацювати в європейському дослідницькому просторі?
– На цьому шляху вже зроблено кілька дуже важливих кроків. Досягнуто домовленості з європейською організацією DANTE, і Національну науково-освітню мережу УРАН підключено до Європейської мережі GEANT. У вересні очікується остаточне рішення іншої європейської організації EUGridPMA про відкриття в Україні Сертифікаційного центру відкритих ключів для надання українським користувачам доступу до європейських ресурсів і сховищ даних.
Сформовано і подано до тендеру проектів 7-ї Рамкової програми (на 2008-2010 рр.) спільний проект GOT-IT (Grid-based Open Testbed and Infrastructure for Training – Відкрита Grid-інфраструктура для експериментування і тренування), підготовлений разом із фахівцями Румунії, Іспанії, Італії, Данії, Німеччини, Португалії, Австрії, Англії, Японії, Росії, Польщі, Франції, Словенії і В’єтнаму. Передбачається, що фахівці з цих країн зможуть працювати в об’єднаному просторі національних Grid-інфраструктур Австрії (Austrian Grid), Німеччини (D-Grid), Франції (Grid5000), Італії (Grid.IT), Польщі (Clusterix), Румунії (Ro-Grid), Росії (NumGrid, RISA), Англії (e-Science), України (Ugrid), Японії (i-explosion). У цьому проекті фахівцям ІПСА НТУУ “КПІ” доручено дослідження заходів для можливості спільного використання Grid-інфраструктур із різним проміжним програмним забезпеченням (ПЗ) і розробка Grid-сервісів для інженерії.
Життя та інтереси України вимагають спільних зусиль інститутів НАНУ й організацій МОН з об’єднання існуючих сегментів наукової й освітньої обчислювальної і комунікаційної інфраструктури НАНУ та МОН. Так, прийнято рішення про об’єднання суперкомп’ютерів СКІТ Інституту кібернетики НАНУ з суперкомп’ютером НТУУ “КПІ”.
Думаю, що в 2008 році будуть створені і зможуть розпочати реальну співпрацю спільні наукові команди (так звані віртуальні організації) з українських і зарубіжних учених. Так що раджу починати підшукувати собі партнерів.
– Відомо, що користуванню Grid-технологіями потрібно навчати. Як планується організувати підготовку користувачів Grid-інфраструктури?
– Згідно з проектом розробки Національної Grid-інфраструктури в кожному з шести її ресурсно-операційних центрів створюються відповідні центри навчання і підтримки користувачів. Для цього планується розробити Grid-портал та реалізувати його на множині десяти персональних комп’ютерів. Цей портал буде задіяний у ресурсно-операційних центрах для навчання користувачів Grid-технологій і його будуть відвідувати численні гості з різних регіонів країни та зарубіжжя. Основними функціями Grid-порталу є постановка завдань на обчислення в Grid-інфраструктурі, моніторинг стану обчислювальних ресурсів та ресурсів збереження даних, керування ресурсами та політиками безпеки Grid-інфраструктури, навчання користувачів, надання доступу до інших Grid-систем, побудова віртуальних організацій та інше.
Крім того, в ІПСА НТУУ “КПІ” та інших вузах із вересня 2007 року розпочинається програма магістерської підготовки за напрямом “Grid-технології в науці й освіті”. Перелік магістерських тем, що пропонуються в ІПСА, зацікавлені читачі можуть знайти на сайті Центру (www.hpcc.kpi.ua). Запрошуємо до співпраці всіх бажаючих працювати як сумісники над цими темами. Там же є перелік завдань з проекту Grid для можливих сумісників з числа співробітників підрозділів університету, які захочуть вести дослідження і розробки з Grid-технологій.
– Хто, на Вашу думку, буде в перших рядах користувачів Grid-інфраструктури?
– Потенціал Grid-технологій уже зараз оцінюється дуже високо: він має стратегічний характер, а в близькій перспективі Grid повинен стати обчислювальним інструментарієм для розвитку високих технологій у різних сферах людської діяльності, подібно тому, як таким інструментарієм стали персональні комп’ютери й Інтернет. Завдяки зусиллям ректорату, викладачі, аспіранти і магістри НТУУ “КПІ” отримали можливість “на рівних” співпрацювати з ученими країн Європейського Союзу над створенням і впровадженням технології XXI століття – Grid, яка забезпечує спільний доступ до комп’ютерних ресурсів, реалізує різноманітні режими їх використання, забезпечує суворий контроль, управління й організацію системи безпеки; підтримує гетерогенність мережі, баланс навантаження на обчислювальних вузлах та інше. Не пропустіть, будь ласка, цієї унікальної можливості.
Запрошую всіх (і особливо молодих) до лав співтовариств, які мають сьогодні потребу в застосуванні Grid-технологій і до яких належать:
- урядові організації, що традиційно займаються питаннями національної безпеки, довгостроковими дослідженнями і плануванням;
- організації охорони здоров’я, Grid-сегмент яких відрізняють відносно невеликі розміри, централізоване управління і складність корпоративної інфраструктури;
- співтовариства вчених, яким необхідна віртуальна Grid-мережа, що характеризується універсальним доступом, відносно вузькою спрямованістю, динамічно змінним складом користувачів, децентралізованістю управління, а також частим спільним зверненням до існуючих ресурсів. Схожа модель може бути використана для міжгалузевих, міжвідомчих і міждисциплінарних дослідницьких груп і т.п. Прикладом такого співтовариства вчених може бути участь фахівців Інституту теоретичної фізики НАНУ у виконанні завдань проектів ALICE, CMS, що проводяться ЦЕРН в галузі фізики високих енергій;
- співтовариство, що охоплює весь існуючий ринок обчислень. Цьому співтовариству властиві велика кількість учасників, відсутність постійних схем і варіантів взаємодій. Фактично національна Grid-інфраструктура необхідна лише для того, щоб користувач міг запитати й отримати ті чи інші ресурси від їх власників.