612 КОМПЬЮТЕРОВ, СВЯЗАННЫХ СЕТЬЮ

В интервью «ГА» заместитель директора Института проблем информатики и автоматизации НАН РА, кандидат физико-математических наук Владимир СААКЯН говорит о создании суперкомпьютера в Армении.

 - Г-н Саакян, Институт проблем информатики и автоматизации НАН РА занимается созданием суперкомпьютера. Что даст наличие такого ресурса?

- Суперкомпьютер – это возможность больших вычислений, в том числе и связанных с большими данными. А большие данные – это поток данных, поступающих с большой скоростью, объем которых постоянно растет. Конечно, для их обработки можно использовать и обычные статистические методы, но в данном случае они не эффективны, поскольку нарастающий поток больших данных нуждается в быстрой обработке, что невозможно при использовании традиционных методов. Поэтому сейчас активно применяются методы, позволяющие учиться на этих данных и постоянно их корректировать. Это некоторые методы искусственного интеллекта, которые принято называть машинным обучением. А это несколько уровней оптимизационных задач, обучение в том смысле, что каждые новые данные дают какую-то новую информацию, то есть это обучение в смысле познания нового, не новые методы, а новые знания.

Суперкомпьютер позволяет быстро обрабатывать большие объемы данных, чего обычные компьютеры делать не могут. Это и возможность значительно ускорять вычисления и распараллеливать их, то есть одновременно выполнять разные задачи с использованием нескольких процессоров одной системы и обмениваться полученными данными. Это значительно ускоряет вычисления в вопросах, связанных с компьютерным моделированием. И если обычный компьютер, чтобы выдать эти данные, будет работать год, то суперкомпьютер выполнит ту же работу за 2-3 дня. И еще одно важное преимущество: если пользователь нуждается в больших вычислениях, с которыми не может справиться обычный компьютер, то нет необходимости покупать мощный компьютер, можно использовать возможности среды суперкомпьютера и выполнить необходимую задачу.

- То есть достаточно просто подключиться к этой среде?

- Да. И тогда пользователю будет предоставлена возможность мощных вычислений, потребность в которых есть в самых разных областях деятельности. Например, больших вычислений требует прогноз погоды и, чем больше вычислений, тем точнее прогноз, что очень важно для аграрного производства и авиации. Больших вычислений требует также разработка новых лекарств и материалов.

- То есть, например, при разработке новых материалов и препаратов проведение лабораторных экспериментов можно заменить вычислениями?

- Вычисления – это один результат, и их надо делать при разных предположениях. В математике, если теорема доказана, то на этом все кончается, а, например, в физике, которая не является точной наукой, вычисления дают приближенные результаты, поскольку в реальной среде существует сильное внешнее воздействие множества факторов, которое сильно влияет на результат.

- Но, наверное, можно рассчитать воздействие внешних факторов или определить вероятность их воздействия?

- Это рассчитывается с использованием генераторов случайных чисел. И такие эксперименты проводятся несколько десятков миллионов раз, чтобы усреднить результат и приблизиться к оригинальному результату. Например, когда у ученого появляется какая-то гипотеза, он проводит эксперименты и пытается найти подтверждение своей гипотезе. Только после этого начинаются попытки доказать возникшую гипотезу математически или как-то по-другому.

- То есть сначала проводится лабораторный эксперимент, а потом начинаются расчеты?

- И то, и другое. За основу берется какой-то научный результат. Гипотеза должна получить подтверждение в процессе различных расчетов, чтобы физик понял смысл поведения процесса, по которому делается прогноз. А потом, если получен результат, близкий к гипотетическому, начинается поиск возможностей доказать его точно, не экспериментально, а именно точно, путем расчетов, поэтому этот метод активно применяется в разных сферах науки – не только естественных, но уже и гуманитарных. И для этого используются суперкомпьютеры. Это требует больших вычислений и больших баз данных, а поскольку данные надо хранить, то требуются огромные массивы, дисковые хранилища данных. Раньше, когда данных было немного, их хранили в какой-то системе, но когда поступают разнородные данные, их нельзя хранить вместе. В таком случае необходимы разные подходы к хранению. Методы обработки этих данных требуют больших вычислений, которые производятся на суперкомпьютерах.

- Но суперкомпьютер в Армении создается только сейчас. Как удавалось обходиться без него прежде?

- В таких вычислительных ресурсах, как суперкомпьютер, сейчас нуждается очень много областей деятельности. Но они дорогие. Правда, есть возможность купить время, определенное количество процессоров, памяти, хранилищ у других стран, заплатить и работать. Но это внешние ресурсы и, если не создавать свои, то ты фактически публикуешь свои результаты, что далеко не всегда приемлемо. Но, к сожалению, до сих пор нам приходилось использовать чужие возможности. Разумеется, такие ресурсы должны быть свои, но, как я уже говорил, это требует серьезных вложений. Теперь у нас, наконец, появилась возможность иметь собственный суперкомпьютер. Благодаря нашему давнему сотрудничеству с французской фирмой, действующей в той же области, что и наш институт, нам был подарен суперкомпьютер, правда, не новый, он уже использовался тремя крупными университетами, но находится в рабочем состоянии.

- На каком этапе создание суперкомпьютера в Армении?

- Если бы мы решили использовать этот ресурс в том вполне приемлемом состоянии, в котором мы его получили, то суперкомпьютер уже работал бы. Но мы решили его модернизировать, что потребовало определенного времени и значительных затрат. Необходимые средства мы получили от правительства Армении, которое взяло кредит Всемирного банка на модернизацию этого кластера, но поставило нам условие, чтобы суперкомпьютер был установлен в Инженерном городе, где нам выделена площадь 500 квадратных метров. Там будет создана устойчивая площадка с хорошим фундаментом, потому что этот компьютер весит более 12 тонн. Это будет закрытый блок со своими системами охлаждения и генератором на случай отсутствия электроэнергии, который будет включаться автоматически. Финансовую помощь нам оказала и Национальная академия наук. Модернизация стоила более 3 миллионов долларов. Нам удалось примерно в 4 раза увеличить производительность компьютера. Теперь мы имеем высокопроизводительный кластер, состоящий из 612 компьютеров, связанных сетью. Эти компьютеры находятся в одном блоке, их уже отправили из Франции, скоро они прибудут в Армению, останется их соединить и запустить.

- Почему суперкомпьютер будет установлен в Инженерном городе, а не в вашем институте?

- В Инженерном городе расположено много фирм, и они получат доступ к суперкомпьютеру, но управление будет осуществляться из нашего института.

- То есть вы будете выполнять заказы?

- Нет. Мы будем следить за исправностью суперкомпьютера, обеспечивать его функциональность по разным пакетам программ. A организации, которым это потребуется, смогут получить к нему доступ и делать свои расчеты.

- Они сами будут выполнять свои расчеты?

- Возможны разные варианты. Если они могут сами рассчитать свои задачи, то им будет предоставлен доступ к этому ресурсу, а если им потребуется помощь, то наши специалисты ее обеспечат.

- Что принципиально изменит наличие такого ресурса?

- Резко увеличится класс задач, которые можно рассчитать и выполнить. Эксплуатация этого ресурса будет обходиться в два раза меньше, чем использование зарубежных ресурсов, значит организации, которые делают эти расчеты, моделирование, эксперименты и т.д. смогут выполнять свои задачи здесь и при значительно меньших затратах. Причем после модернизации это будет самый мощный подобный ресурс в регионе.