15 декабря 2021

Сергей Абрамов, директор Института программных систем РАН: "Для чего государству суперкомпьютеры"

Википедия Председатель оргкомитета Национального суперкомпьютерного форума Сергей Абрамов Википедия

В декабре в Институте программных систем РАН, что в Переславле-Залесском, на Национальный суперкомпьютерный форум традиционно собираются ученые с мировым именем, разработчики программных систем, айтишники-практики, представители вузовской и академической науки, бизнесмены - те, кто имеет отношение к развитию отечественной (и не только) суперкомпьютерной отрасли: представить и обсудить наработки, наладить кооперационные связи. В нынешнем году представители этого уважаемого сообщества встречались в древнем русском городе десятый раз, хотя некоторым участникам из-за пандемии пришлось подключаться онлайн. О том, что изменилось за год в чрезвычайно наукоемкой и подвижной отрасли, рассказал директор ИПС имени А. К. Айламазяна РАН, председатель оргкомитета форума, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Сергей Абрамов.

- Сергей Михайлович, сколько человек приезжали к вам в этом году и откуда?

- Были 274 участника из 110 организаций, в том числе два члена-корреспондента РАН, 27 докторов наук, 81 кандидат наук. Участники были из 37 городов нашей страны, а также Беларуси, Казахстана, Киргизии, Германии, Словении, Израиля, США, широко был представлен Азербайджан. Очень интересные были доклады, обсуждения. Мы работали три дня.

- Для суперкомпьютерной отрасли год - огромный срок, за который мировой расклад сил, в данном случае - мощностей, может поменяться кардинально. В лидерах по-прежнему японцы или конфигурация в Топ-500 самых мощных вычислительных машин в мире теперь другая?

- Самой мощной машиной в мире осталась японская Fugaku. Она уже два года держится на первом месте списка Тoп-500. Были ожидания, что американцы сдадут свою установку Frontier, она близка к готовности, но к ноябрьскому выпуску рейтинга они не успели. Ожидается, что эта система преодолеет эксафлопсный рубеж. Кроме того, появились заявления о том, что в Китае запущены машины, превосходящие эксафлопс. Если вычислительная мощность Fugaku - 0,4 эксафлопса, то у китайских - якобы 1,2 и 1,3. Но эта информация пока не получила подтверждения. Даже если такие системы в Китае действительно уже существуют, они пока являются непубличными.

Непубличных машин в мире много. Причем их производительность может быть значительно выше, чем у публичных. Например, когда появилась американская система Summit в 200 петафлопсов, занимавшая первое место в Top-500 с июня 2018-го по июнь 2020 года, в это же время в США стабильно работали четыре непубличные системы в 400 петафлопсов и выше. Пропорции между видимой и невидимой частью суперкомпьютерного "айсберга" примерно одинаковы во всех странах. У нас в Саровском ядерном центре тоже есть непубличная машина.

- Как Россия выглядит в рейтинге публичных суперЭВМ? Все так же более чем скромно, как и в прошлом году?

- В июне 2021 года позиции России были очень низкие. В топе были только три наши машины: Christofari, "Ломоносов-2" и MТS GROM, принадлежащие Сбербанку, МГУ и МТС. Их общая производительность составляла 0,42 процента от суммарной производительности суперкомпьютеров (СК) всего списка Тoп-500. Индекс цифровизации России был тогда в 1,5 раза хуже, чем у Марокко. Но во второй половине года были закуплены еще четыре топовые системы, сделанные на базе ускорителей американской компании NVIDIA: три приобрел Яндекс и одну - Сбербанк. В сумме мощность всех семи установок составляет сейчас одну шестую от японской Fugaku. Но благодаря этим суперкомпьютерам (СК) мы по совокупной вычислительной мощности сразу сократили отставание от США на три года - с 12,5 до 9,5 года, а по индексу цифровизации, то есть по количеству счета на единицу производимой в стране продукции (а наша доля в мировом ВВП - всего 1,75 процента), в ноябре 2021-го мы обогнали даже Евросоюз, Китай и США, уступая только Японии.

В июне 2021 года в топе были только три наши машины: Christofari, "Ломоносов-2" и MТS GROM

Но надо понимать, что это исключительно корпоративная история и у России как не было государственной СК-инфраструктуры, так и нет. Потому что из семи машин шесть - корпоративные. И решать они будут только задачи своего бизнеса.

- Они не только корпоративные, но и зарубежного производства, то есть говорить о развитии отечественной СК-отрасли, несмотря на наше летнее усиление позиций в Топ-500, все рано пока не приходится...

- Единственная отечественная машина в этом списке сильнейших - "Ломоносов-2", которая находится в МГУ. Только она доступна для нашей науки, образования и через них может работать на любых участников реальной экономики. Она была сделана компанией Т-Платформы и держится в Топ-500 уже 15 выпусков. Это просто героическая оборона позиций. Вообще же за всю историю нашей СК-отрасли было выпущено 14 отечественных суперЭВМ, 12 из которых имеют прямое отношение к проектам "СКИФ" и "СКИФ-ГРИД" Союзного государства, вышли из этой "шинели". Напомню, в программах "СКИФ" и "СКИФ-ГРИД" наш институт был головным предприятием от России. Эти системы работали на всю экономику. Но все закончилось в 2014 году, причем вне зависимости от санкций или Крыма. Просто перестали заниматься отечественной СК-отраслью, и все. Ведь эти машины никогда не строились и не сопровождались только за счет госбюджета. У нас всегда было так: построить денег дадим, но привлеките дополнительное финансирование, а денег на сопровождение и эксплуатацию вообще не дадим. О чем тогда говорить? СК-инфраструктура, необходимая для победы в конкурентной борьбе, - забота государства. Поэтому осознавшие это страны ежегодно вкладывают от двух до шести миллиардов долларов на создание СК-центров, их эксплуатацию, модернизацию и так далее. Нельзя один раз вложиться и пустить все на самотек.

- А что происходит с Т-Платформами, сделавшими "Ломоносова-2"? Бывший руководитель компании, лауреат премии правительства РФ Всеволод Опанасенко до сих пор под следствием.

- Сегодня компания переживает не лучшие времена. Она функционирует, но многие ключевые фигуры ее покинули. Это уже другая компания. Опанасенко сейчас находится под домашним арестом, а до того больше года провел в СИЗО. Дело простое: ведомство, закупившее у Т-Платформ настольные компьютеры на отечественном процессоре "Байкал", заявило, что они не соответствуют техзаданию. Опанасенко обвинили в мошенничестве. ИПС имени А. К. Айламазяна РАН был привлечен к экспертизе техники, поэтому могу точно сказать, что она полностью соответствует техническому заданию, но судебные тяжбы продолжаются. Тем временем страна потеряла российскую разработку той архитектуры, которая сегодня считается самой передовой в мире. Т-Платформы - единственная наша компания, поставлявшая суперкомпьютеры за рубеж. В 2019 году я был в составе делегации в Юлихском исследовательском центре в Германии. Сегодня это крупнейший европейский центр по исследованию человеческого мозга. Так вот, директор юлихского центра в своем выступлении сказал, что в центре есть замечательные СК известнейших мировых производителей. Но лучшая машина - от Т-Платформ. И вот эту компанию мы уничтожили.

- Цифровизация всех сфер нашей жизни - объективная реальность. Как на этот процесс влияет отсутствие государственной суперкомпьютерной инфраструктуры в стране?

- Говоря о цифровизации и искусственном интеллекте, но не говоря о создании суперкомпьютерной сети, мы пытаемся построить дом без фундамента. Мы получим несбалансированную систему, которая не сможет "летать". Можно сделать самолет без двигателя? Можно - он будет называться планером. Но и технические характеристики у него будут немножко другие, а не те, на которые мы рассчитывали. И тут примерно такая же история: мы что-то получим, но гармоничного здания не построим точно. Например, очень неплохо у нас сделано "Электронное государство". Есть недоделки, недочеты, но, когда я захожу на Госуслугах в кабинет налогоплательщика, я просто кайфую - настолько мне все это нравится, какая экономия времени! Но это не цифровая экономика, здесь не про изготовление новой продукции при помощи вычислений. Это цифровое государство. До цифровой экономики еще очень далеко, и создать ее без СК-технологий точно не удастся.

- Что может исправить ситуацию в отечественной СК-отрасли или хотя бы сдвинуть ее с мертвой точки?

- Нужна хорошая национальная программа создания и сопровождения суперкомпьютерной инфраструктуры, которой до сих пор нет. Либо межнациональная программа на уровне ЕврАзЭС, Таможенного Союза или Союзного государства. 2010 год, когда у России была очень достойная СК-инфраструктура, а потом ее растеряли, - это год окончания программ "СКИФ" и "СКИФ-ГРИД" Союзного государства. В Toп-500 тогда было одиннадцать наших государственных суперкомпьютеров, они были именно в составе единой инфраструктуры, были связаны друг с другом и доступны всем. Это был хороший задел. А дальше бы не терять, развивать, модернизировать, наращивать, содержать. Но не было этого продолжения.

Надо понимать: нет суперкомпьютерной инфраструктуры Германии или Франции - есть СК-инфраструктура Евросоюза. Участники получают доступ к вычислительным мощностям, бюджетное обеспечение всех расходов на модернизацию и построение новых схем. Есть одна СК-инфраструктура на весь Евросоюз, потому что союзникам, которые между собой мало конкурируют, а, напротив, имеют общие конкурентные вызовы, объединять свои усилия очень разумно.

Мы сообща создали Евразийскую суперкомпьютерную технологическую платформу, концепция межнациональной программы написана, какие-то совещания прошли. Если нам удастся сформировать программу ЕврАзЭС, это будет здорово. Потенциал и компетенции есть. Мы могли бы совместно развивать одно дело в интересах всех участников объединения.

Справка

Один терафлопс равен триллиону операций с плавающей точкой в секунду. Петафлопс - один квадриллион операций в секунду, или тысяча терафлопсов. Эксафлопс - один квинтиллион операций, или тысяча петафлопсов.

Сегодня самая мощная система Fugaku (Япония) имеет производительность 442 петафлопса, потребляет почти 30 мегаватт электроэнергии, содержит 158976 мощнейших центральных процессоров (по 48 ядер каждый) - всего 7630848 ядер во всей системе, ее вычислитель занимает огромный зал, а вся система - большое здание. Fugaku в 200 тысяч и более раз превосходит по производительности персональные компьютеры - даже мощные игровые экземпляры.