Демократизация НРС

C 31 мая по 3 июня в Гамбурге (Германия) прошла крупнейшая международная суперкомпьютерная конференция ISC 2010, в рамках которой был объявлен очередной список 500 самых мощных суперкомпьютеров мира, и крупнейшая выставка по высокопроизводительным вычислениям (High Performance Computing, HPC). В работе выставки и конференции принял участие наш специальный корреспондент Александр Семенов. Своим взглядом на развитие отрасли с нами поделился директор по технологиям НРС в регионе ЕМЕА корпорации Intel Андрей Семин.

- Расскажите, чем интересен нынешний момент в развитии высокопроизводительных вычислений?

- А. С. Все развивается, хотя кризис и наложил свой отпечаток на развитие этого рынка, несколько снизив темпы его развития. Для России и для других стран развитие HPC во многом зависит от того, какой вклад в него вносят правительства стран. Из-за снижения инвестиций в эту отрасль несколько замедлилось развитие суперкомпьютеров в Западной Европе (входящих в список ТОП500), зато заметно увеличилось их число в Китае. За последние два года в десятке самых мощных суперкомпьютеров мира появилось два китайских суперкластера. В каждый из них китайское правительство вложило около 100 млн. долларов. Можно только порадоваться за наших коллег, и остается надеяться, что российское правительство предпримет аналогичные шаги.
Еще одна очень позитивная «восточная» тенденция состоит в том, что несмотря на централизацию власти в Китае, инвестиции в разные суперкомпьютерные центры возрастают, и ускоряется развитие платформ и архитектур. Это важно для поддержания здоровой конкуренции на локальном рынке. Кстати, подобное типично и для развитых стран: наличие нескольких суперкомпьютерных центров с разными идеями и направлениями развития этого сектора рынка. Только благодаря этому можно выбрать оптимальные средства для решения важных научных и народно-хозяйственных задач.

- Прокомментируйте, пожалуйста, только что объявленный список ТОП500.

- А. С. Прежде всего, хотелось бы отметить, что корпорация Intel еще больше увеличила свое представительство в этом списке: 408 систем (около 82%) - это еще один рекорд. Пользователи «голосуют кошельком», выбирая суперкомпьютеры на базе Intel для своих задач. Это не случайно: аппаратные решения Intel теперь предоставляют пользователям самые широкие возможности для высокопроизводительных вычислений. Ни для кого не секрет, что уже 15-20 лет корпорация Intel последовательно стремится «демократизировать» НРС, сделать их доступными максимально широкому кругу пользователей, а не только национальным лабораториям и закрытым государственным ведомствам отдельных стран. На наш взгляд очень важно, чтобы НРС были доступны университетам, небольшим компаниям в любой отрасли, исследовательским лабораториям, которые создают самые современные наукоемкие продукты.
В частности, в выступлении старшего вице-президента Intel Кирка Скаугена на конференции было объявлено, что Intel в недалеком будущем планирует выпустить решения на базе Intel® Many Integrated Core (MIC), благодаря которой аппаратные платформы смогут предложить вычисления со скоростью более 1 трлн. операций в секунду. При этом продукты на базе архитектуры MIC сохранят традиционные преимущества процессоров Intel, такие как простота программирования и универсальность.
Первый продукт под кодовым наименованием Knights Corner будет изготавливаться в соответствии с 22-нм технологическими нормами. Кирк Скауген во время своего выступления показал пластину с 22-нанометровыми чипами памяти, но массовое производство новых процессоров с применением аналогичного техпроцесса начнется через пару лет, поскольку надо переоснастить заводы.
Knights Corner предназначен для сложных вычислений, потребность в которых возникает при геологических изысканиях, обработке данных научных экспериментов, в ходе моделирования климата и совершенствования финансовых операций. Транзисторы в теле Knights Corner будут обладать размерами в одну 22-миллиардную долю метра; в каждом процессоре будет размещено более 50 ядер. Intel по-прежнему следует закону Мура, удваивая число транзисторов в микросхемах каждые два года. Архитектура Intel® MIC сможет предложить широкие перспективы для параллельных приложений, для таких задач, где важна передача колоссальных объемов данных.
Этот новый сопроцессор предоставит широкую свободу большому классу задач - как по скорости решения, так и по количеству процедур, обрабатываемых одновременно. Мы называем его сопроцессором, потому что он наследует стандартную архитектуру Intel Х86, и написание программ для него не сложнее, чем для систем на основе Intel Xeon или Intel Atom.
Пакет инструментов Knights Ferry для проектирования и разработки решений на базе новой архитектуры уже доступен некоторым компаниям. Начиная со второй половины 2010 г. Intel планирует расширить действие программы, что позволит стимулировать эволюцию Intel MIC значительно большему числу разработчиков. При работе с Intel MIC можно использовать те же инструменты и подходы, что и для процессоров Intel Xeon. Архитектура Intel MIC является результатом нескольких проектов Intel, включая Larrabee и «одночиповый облачный компьютер». В конечном счете, благодаря разнообразию моделей программирования в руки исследователей и ученых будет передана беспрецедентная вычислительная мощность.

- Какие основные цели ставил перед собой Intel, создавая этот новый процессор?

- А. С. Я бы назвал главной целью рост доли НРС-бизнеса в деятельности Intel. Как сказал Кирк Скауген, высокопроизводительные вычисления приносят компании четверть объема продаж в секторе решений для крупных предприятий. Поэтому мы ведем исследования и разработки в этом направлении, чтобы расширять функциональность процессоров и платформ, которые нужны для НРС.
Другая цель заключена в том, что по нашему мнению один-единственный процессор не может решать все задачи. Xeon оптимален в одной олбласти, а Atom - в другой, они не взаимозаменяемы. У Knights Corner также есть определенная сфера применения, которая предназначена только ему.

- Вы директор по технологиям НРС Intel в регионе ЕМЕА. Можете ли вы в регионе вашей ответственности выделить наиболее и наименее успешные страны по внедрению НРС?

- А. С. Традиционно высокопроизводительные вычисления используются для решения научных и индустриальных задач. В экономически развитых странах это происходит давно и прежде всего в негосударственном секторе. HPС эксплуатируются в автоиндустрии и аэрокосмической промышленности, в геологоразведке и медицине. Больше всего суперкомпьютеров сегодня в Европе - в Великобритании, Германии, Франции, затем - в Норвегии и Швеции. Впечатляющий рост за несколько последних лет демонстрирует Россия. В последнем списке ТОП500 уже 11 российских суперкомпьютеров, а ведь еще осенью 2009 г. их было всего 8. В таких огромных регионах, как Африка и Ближний Восток, суперкомпьютеров меньше, чем у нас на родине. В Турции пока нет крупных HPC-центров, в Саудовской Аравии и ЮАР их по одному. Поэтому Россия в этой сфере ближе к развитым странам и уверенно догоняет их в широте использования суперкомпьютеров.

- Какие усилия вы прилагаете для развития НРС еще «отстающих» регионах?

- А. С. Мы стараемся создать в них первые «островки экспертизы», чтобы подготовить почву для строительства и использования суперкомпьютеров. В частности, несколько лет назад глава Intel Крейг Барретт вместе с компанией НР подарил суперкластер Южно-Африканскому HPC-центру. Теперь этот центр так развился, что создает собственные суперкомпьютеры, которые лишь ненамного уступают по мощности машинам из ТОП500.

- А что делает Intel в плане развития НРС в России?

- А. С. Следует начать с того, что все 11 российских суперкомпьютеров из списка ТОП500 построены на базе Intel. Это означает, что нас в России знают и нам в России верят. Каждый из суперкластеров создавался при нашей поддержке в самом широком смысле этого слова. У нас в России есть несколько центров компетенции в области супервычислений, созданных совместно с отраслевыми учреждениями (например, Росгидромет) и университетами (Москва, Челябинск). Мы проводим совместные конференции и помогаем другим участвовать в создании новых знаний с помощью НРС. Основную часть наших усилий в России мы тратим на расширение областей применения НРС. Мы считаем своей главной задачей продемонстрировать эффективность супервычислений для экономики России. ТОП500 - важный результат для политического престижа страны, но экономический эффект от внедрения НРС все-таки важнее: это инструмент производства. В США подобный тезис давно приняли, и сегодня там HPC ставят на первое место по важности для конкурентоспособности страны.
В России развиваются интересные суперкомпьютерные программы, например, «СКИФ-ГРИД» (в рамках Союза России и Беларуси). В ее рамках создано несколько отечественных суперкомпьютеров значительная часть интеллектуального продукта; была показана эффективность использования суперкомпьютеров в разных отраслях народного хозяйства. Во многом благодаря этой программе Россия занимает на рынке суперкомпьютеров достойное место в мире. Хотя по объему средств «СКИФ-ГРИД» не может конкурировать с американскими и европейскими программами, я считаю, что очень важно продолжать ее поддержку.

- Скажите несколько слов о процессора Itanium в свете стратегии Intel на демократизацию высокопроизводительных вычислений. И есть ли это будущее вообще?

- А С. Несмотря на то что для высокопроизводительных вычислений этот процессор сегодня используется все реже, у него остается определенная область применения -- критически важные для компаний приложения. К примеру, при контроле над атомными электростанциями или в системах управления центральных банков приложения должны работать безотказно. Подобный уровень надежности и безопасности массовые процессоры обеспечить не могут -- это не их задача. Здесь работает и будет продолжать работать Itanium.

- Расскажите поподробнее о том, чем конкретно приходится заниматься именно вам в вашей деятельности.

- А. С. Прежде всего, я руковожу достаточно небольшой по меркам Intel группой инженеров, перед нами стоят четыре основные задачи.
Первое - это поддержка наших конечных пользователей и поддержка продаж. Мы обеспечиваем анализ и тестирование приложений наших заказчиков, помогаем понять применимость наших процессоров для решения тех или иных задач заказчиков.
Второе - стратегическая более важная задача -- это работа с потребителями на долгосрочной основе, то есть поддержка тех, кто использует приложения или создает их самостоятельно. Мы активно сотрудничаем с компаниями из нефтегазовой и других отраслей, помогая им создавать десятки разных приложений, оптимизируя их для работы на процессорах Intel.
Третье - работа с разработчиками приложений для НРС. В частности, в Европе это компания Schlumberger, занимающаяся созданием программных комплексов для геологоразведки или компании, ESI занимающиеся «крэш-тестами» для автомобилей с использованием сложнейших вычислительных комплексов. Наша задача состоит в том, чтобы помочь им полностью использовать функционал, заложенный в наших процессорах. Уже сейчас мы работаем над адаптацией к возможностям процессоров, которые появятся только через пару лет.
Четвертое и может быть, самое важное - мы собираем информацию о том, что происходит на рынке, от конечных пользователей до разработчиков ПО, затем анализируем ее и передаем в виде отчетов разработчикам процессоров и приложений. Таким образом, запросы самого широкого круга пользователей воплощаются в возможностях будущих процессоров Интел.

- Корпорация Intel хорошо известна во всем мире благодаря своим масштабным социальным инициативам. Расскажите о некоторых подобных в сфере НРС.

- А. С. У нас есть несколько программ, связанных с образованием, поскольку в области НРС главным остается именно образование, а также создание и распространение контента в области параллельного программирования. Мы безвозмездно передаем этот контент университетам для использования на всех уровнях. Хочу подчеркнуть, что этот контент не привязан ни к одному из продуктов Intel и не предназначен для продвижения тех или иных процессоров. Это фундаментальный базис знаний, ориентированный на развитие отрасли и распространение полезной информации студентам.
Мы поддерживаем и другие программы работы с университетами, в частности, берем на стажировку студентов. Они работают в наших коллективах, перенимают опыт, накопленный Intel, а впоследствии могут использовать его в своей деятельности. Таким образом, экспертиза Intel распространяется и на другие области жизни. На мой взгляд, это не менее важный аспект нашей социальной ответственности, чем благотворительность.

- Спасибо большое за очень интересное интервью.

Новости партнеров: