Ученые предсказывают начало второй промышленной революции. «Запалом» технологического взрыва станут суперкомпьютеры, способные в сжатые сроки создавать новые двигатели, материалы с уникальными свойствами или революционные лекарства.
Виртуальная экономия
«За последние десять лет стоимость суперкомпьютеров упала в 60 раз, а их производительность выросла в 350 раз. Скоро начнется массовое производство такой техники», – рассказывает вице-президент Курчатовского института, академик Владимир Бетелин. Он уверен, что, когда суперкомпьютеры станут доступны даже небольшим компаниям, мир вступит в эру новой промышленной революции. «Человечество достигло такого уровня развития, что без использования высокопроизводительных вычислений сегодня нельзя создать конкурентоспособную продукцию ни в одной отрасли. Даже если считать Россию сырьевой страной, то и в этом случае для разведки новых месторождений и совершенствования технологий добычи нужны суперкомпьютеры!» – добавляет директор Института программных систем РАН Сергей Абрамов. Уже сейчас тысячи компаний со всего мира все активнее арендуют мощности еще недавно секретных компьютерных лабораторий Невады, Детройта и Лос-Аламоса. Теперь военная техника работает на бизнес. Например, на суперкомпьютере, использовавшемся для расчета эффективности ядерных зарядов, создали новое поколение двигателей внутреннего сгорания. В мировых масштабах экономия на бензине от использования таких моторов составит 30 млрд. долларов в год. Компания «Дюпон» разрабатывает на суперкомпьютере новые лекарства, не прибегая к помощи подопытных животных и людей-добровольцев. Австралийский пловец Йен Торп, выигравший три золотые медали на Олимпиаде в Сиднее, во многом обязан успехом костюму, смоделированному суперкомпьютером – Deep Blue. Его ткань покрыта мельчайшими бугорками, повторяющими те, что усеивают кожу акул. Они резко сокращают трение о воду, позволяя хищникам развивать фантастические скорости.
Машины, способные «перемалывать» сотни триллионов чисел в секунду, позволят полностью заменить реальные исследования виртуальными.
А концерн «Проктер-энд-Гембл» приобрел суперкомпьютер для расчета… оптимальной формы чипсов. Оказывается, скорость конвейера, на котором они производятся, настолько высока, что при движении картофельные пластинки испытывают сильное сопротивление воздуха. Придав чипсам идеальную аэродинамическую форму, производитель ускорил производство.
Импортные «супермозги»
Как обстоят дела с суперкомпьютерами в нашей стране? В 1960-е годы отечественные вычислительные комплексы были самыми быстрыми в мире. «Из бюджета СССР финансировалось одновременно около десятка альтернативных проектов разработки собственных оригинальных суперкомпьютеров», – рассказывает Сергей Абрамов.
Но, несмотря на отдельные удачные разработки, уже в 1970-е годы мы сильно отстали от Запада. В дальнейшем американцы делали все возможное, чтобы усилить наше отставание. С 1979 года действует акт экспортной комиссии США, запрещающий поставки производительных компьютеров в нашу страну. Доходит до абсурда: когда производительность обычных процессоров, использующихся в домашних ПК, дорастает до «оборонной» черты, американским компаниям приходится вновь и вновь убеждать свое правительство разрешить экспорт этих компонентов в Россию.
Но потребность в импортных суперкомпьютерах может сойти на нет. Мы готовы наладить массовое производство собственных вычислительных машин любой мощности.
Правда, российскими их можно назвать с натяжкой. Более половины суперкомпьютеров, входящих в мировой рейтинг ТОП-500, построены на основе обычных серийных процессоров. Но если в домашнем компьютере всего один такой чип, в суперсистемах их тысячи, а порой и сотни тысяч. Например, лидер рейтинга, американский BlueGene/L, «перемалывающий» данные со скоростью 280 трлн. операций в секунду, построен из 130 тысяч процессоров. А самый мощный российский суперкомпьютер «Скиф-Сайберия», установленный в Томском государственном университете, состоит из 1128 процессоров «Интел Ксеон». «Скиф», занимающий 105-ю строчку мирового рейтинга, – плод совместной работы российских и белорусских специалистов. Собственные машины серии МВС строит «Межведомственный суперкомпьютерный центр» РАН. Самая мощная из них – МВС-15000ВМ, занимает 187-ю строчку мирового рейтинга. Суперкомпьютерами собственной разработки обзавелись НИИ машиностроения из Королева и снежинское ООО «Стрела».
Кому это надо?
Россия способна строить собственные суперкомпьютеры. Но будет ли спрос? «Мы готовы выпускать такую технику серийно. Группа разработчиков находится в «позиции низкого старта». Но заказов до обидного мало», – сетует С. Абрамов.
Основной потребитель российских суперкомпьютеров – академические заведения. Помимо Томского университета такую технику закупили физический факультет МГУ, Якутский государственный университет и суперкомпьютерный центр Южно-Уральского университета. А вот коммерческие структуры, решившие приобрести собственные суперкомпьютеры, можно пересчитать по пальцам. Рыбинское НПО «Сатурн» проектирует двигатели АЛ-31Ф для истребителей Су-27 на суперкомпьютерном кластере производства IBM. Технику той же компании закупили «ТатНефтеГеофизика» из Бугульмы и столичный Petroalliance. Тенденция очевидна – российскому бизнесу суперкомпьютеры не слишком нужны, а в отечественные разработки он пока не верит. Поэтому их создатели уповают на поддержку государства. Благо новые заказы оно гарантировало. Правительство утвердило программу «СКИФ-ГРИД», по которой до 2010 года планируется создать суперкомпьютер с производительностью несколько десятков триллионов операций в секунду. По данным Владимира Бетелина, Россия намерена к 2010 году занять 50-ю строчку в мировом суперкомпьютерном рейтинге.