Один из мощнейших суперкомпьютеров на Дальнем Востоке установлен в Тихоокеанском государственном университете (ТОГУ). Комплекс, который в среде специалистов именуется кластером для высокопроизводительных вычислений, способен осуществлять около 1 триллиона операций в секунду. Специалисты, конечно, по достоинству оценят такую информацию.
- Пиковая мощность суперкомпьютера ТОГУ, составленного из 96 ядер (а это шесть серверов с четырьмя четырехядерными процессорами Quad-Core Intel® Xeon®) - 0,93 терафлопс (TFLOPS), то есть 930000 000 000 операций с плавающей точкой в секунду. Объем оперативной памяти -192 гигабайт, с потенциалом расширения до одного терабайта (1024 гигабайт). Диски суперкомпьютера вмещают 2,5 терабайта памяти. Ближайшие машины такого уровня есть лишь в Новосибирске и Томске.
Поставщиком суперкомпьютера для крупнейшего вуза региона стала компания Hewlett-Packard. Инженеры регионального представительства HP на Дальнем Востоке не только выполнили инсталляцию оборудования «под ключ», но и провели первичное обучение сотрудников ТОГУ по вопросам администрирования и эффективного использования ресурсов кластера.
А наличие в Хабаровске склада запасных частей позволило зафиксировать время восстановления работоспособности оборудования в срок не более суток. Как же будет использоваться университетский суперкомпьютер? На этот вопрос отвечает ректор Тихоокеанского государственного университета Сергей Иванченко:
- Сегодня при помощи современной вычислительной техники исследователям гораздо проще создать математическую модель какого-нибудь сложного процесса, чем проводить стендовые исследования. Во-первых, экономится время, во-вторых, многие разработки можно проводить без дорогостоящей инфраструктуры и громоздкого оборудования.
А значит, высокая наука «шагнет в массы», сложные исследования можно будет проводить не только в центральных головных, но в региональных вузах, привлекать к этому более широкий круг исследователей. Так что в ближайшие годы кластер будет серьезно загружен работой.
Как объяснил Сергей Николаевич, машину такого уровня можно использовать, например, при создании математической модели твердотопливного ракетного двигателя (РДТТ). Мало кто знает, что в Тихоокеанском государственном университете ведутся и такие исследования, кстати, напрямую связанные с космической отраслью. Этим в ТОГУ занимается профессор Виктор Кирсанович Булгаков.
Расчеты сложнейших физических закономерностей работы ракетного двигателя на обычном компьютере могут занять годы! А теперь для создания математической модели профессору Булгакову, который сейчас работает с аспирантами и докторантами, для создания математической модели потребуется всего несколько недель.
Еще одна перспективная задача для суперкомпьютера - расчеты в области теоретической атомной и ядерной физики. В ТОГУ уже несколько десятков лет действует авторитетная научная школа, которую возглавляет профессор Виктор Андреевич Кныр.
- Теоретическая физика, в отличие от экспериментальной, зачастую не требует многомиллионных денежных вложений, создания крупных дорогостоящих и сложных в эксплуатации исследовательских установок, - объясняет Сергей Иванченко. - Главный рабочий инструмент теоретика - его мозг, как говорит наш уважаемый Виктор Андреевич. А теперь творческая мысль исследователя будет дополнена мощным искусственным интеллектом.
Возможность использования кластера для расчетов двойной ионизации атомов -квантами и электронным ударом - будет полезна доценту Сергею Зайцеву, который занимается подобными исследованиями в ТОГУ. Заместитель директора Хабаровского краевого центра новых информационных технологий (ХКЦНИТ) ТОГУ по научной работе Александр Мазур планирует использовать его для расчетов нуклон-нуклонного взаимодействия, по этому направлению он выиграл грант РФФИ в рамках международного проекта SciDAC US DOE SC02-07ER41457.
Возможности, открываемые кластером, позволят нашим сотрудникам подготовить докторские диссертации и внести существенный вклад в мировую науку. И это не бахвальство, ведь уже сегодня работы ученых кафедры физики ТОГУ публикуются в таких авторитетных изданиях, как «Physical Review», «Ядерная физика» и «Журнал экспериментальной и теоретической физики».
- Все это хорошо. Но чтобы наука на деле «шагнула в массы», нужно дать возможность пользоваться всеми преимуществами суперкомпьютера и простому студенту, не так ли?
- Мы не были бы высшим учебным заведением, если бы не заботились о качественной и всесторонней подготовке молодых специалистов, - отвечает Сергей Иванченко. - Именно поэтому наш университет планирует привлекать к работе на кластере молодых исследователей - студентов, магистрантов, аспирантов.
- Чем же поможет суперкомпьютер обычному студенту ТОГУ?
- Например, мы планируем организовать учебные занятия с использованием ресурсов кластера для студентов 4-5 курсов, чья специальность связана с вычислительной техникой, автоматикой и математическим анализом, -говорит Сергей Николаевич. -Так, подопечные профессоров Роберта Викторовича Намм и Сергея Владимировича Сай активно применяют численные методы для решения целого ряда прикладных задач.
И не только в области физико-математических наук, но и для создания математических моделей макроэкономики региона на примере Дальнего Востока и Хабаровского края. Практическую ценность таких работ трудно переоценить. Уже не говорю о том, что наши студенты учатся создавать программное обеспечение для приложений электронных баз данных, разрабатывать Web-продукты различной направленности, проектировать вычислительные системы со сложной архитектурой, участвуют в исследованиях, связанных с цифровыми технологиями обработки и передачи информации.
Кластер серьезно поможет ребятам в научных исследованиях, подготовке к различным олим
пиадам, написании дипломных и магистерских работ.
Воспользоваться ресурсами суперкомпьютера смогут и студенты такой, казалось бы, гуманитарной специальности, как «Журналистика» -первый набор на нее Тихоокеанский государственный университет проведет уже в нынешнем году.
- Все дело в том, что современный журналист должен профессионально владеть цифровыми, информационными технологиями, которые позволяют соединить специфику газеты, радио, телевидения, Интернета, мобильной журналистики, - считает Сергей Иванченко. - А это потребует новых подходов в обучении студентов. Ведь универсальный журналист должен уметь работать одновременно для всех средств массовой информации.
В условиях регионального рынка кадров мы будем готовить ребят в том числе и по таким профилям, как «Интернет-журналистика», «Конвергентная журналистика». У нас уже создана учебная телерадиостудия, специализированный компьютерный класс, кабинет технических средств журналистики. А сверхмощный компьютер-кластер может стать хорошим подспорьем в обучении молодых журналистов всем тонкостям информационных технологий.
Кроме владения достижениями современной науки и техники, нынешнему специалисту требуется и еще одно важное умение - использовать свой интеллектуальный капитал, грамотно распоряжаться своими способностями и продвигать свои идеи в коммерческую сферу. Именно для таких молодых людей Тихоокеанским государственным университетом и создан проект бизнес-инкубатора, который будет открыт уже в 2009 году.
- Бизнес-инкубатор - это не просто школа или учебный центр для тех, кто желает стать предпринимателем, -продолжает Сергей Николаевич. - В идеале проект должен выглядеть так: к нам приходит молодой человек или команда ребят с идеей, а по истечении определенного срока они регистрируют свой бизнес. Со своей стороны университет предоставит начинающим предпринимателям рабочее место с компьютером, офисной техникой, телефоном и выделенным доступом в Интернет.
Конечно, для большинства разработчиков идей это внове. Как обычно происходит коммерциализация? Разработали технологию, положили ее «на полку», а потом другие люди ее взяли и внедрили в производство. Сегодня требуется совершенно новый подход, инновационный, считают в ТОГУ.
Поэтому здесь собираются готовить не просто специалистов в той или иной отрасли, но и людей, которые смогли бы работать - самостоятельно и в команде - по заказам конкретных предприятий, над конкретными задачами, разрабатывать конкретные решения и воплощать их на практике.
- Хотелось бы рассказать еще об одном проекте нашего университета, - продолжает Сергей Иванченко. - Дело в том, что уже в мае нынешнего года мы вводим в эксплуатацию уникальный объект - детский автогородок, который был создан нами в рамках федеральной целевой программы (ФЦП) «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах».
Автогородок - это площадка, которая моделирует все основные элементы дорожного движения: автомобильную трассу с поворотами, пешеходными переходами, автобусной остановкой и участком кругового движения, однопутной железной дорогой и двумя железнодорожными переездами, включает систему дорожных знаков и светофоров.
По ФЦП это сооружение предназначено для того, чтобы подростки изучали основы безопасности дорожного движения. И мы готовы выполнить весь комплекс поставленных задач.
В ТОГУ на кафедре «Автомобильные дороги» открыта специальность «Основы безопасности движения», студенты которой в течение года будут проводить занятия со школьниками, летом планируем создать два студенческих отряда безопасности движения, один из которых сможет проводить обучение подростков у нас в автогородке, а другой отправится в рейд по детским оздоровительным лагерям. Но, как считает доцент кафедры «Автомобильные дороги» Павел Анатольевич Пегин, имея такую развитую базу, необходимо двигаться дальше.
В настоящее время преподаватели и аспиранты и даже студенты кафедры используют компьютерные программы организации движения, проектируют работу отдельных объектов организации дорожного движения, например, светофорные циклы. Подобные программы, созданные нашими специалистами, уже используются на городских магистралях.
Однако уже сегодня очевидно: транспортная сеть Хабаровска расширяется, и возникают вполне актуальные вопросы: как разгрузить транспортные узлы, избежать пробок, обезопасить дорожное движение? Эта проблема может быть решена при помощи создания единой глобальной системы управления дорожным движением.
Но разработка такой системы наталкивается на вполне очевидные технические трудности. В будущем благодаря кластеру будет вполне возможно произвести расчет такой глобальной системы.
Конечно, чтобы реализовать эти планы, потребуется немало времени. Уже сейчас работа суперкомпьютера расписана по часам. Но в Тихоокеанском государственном университете привыкли строить далекоидущие планы и уверенно добиваться их воплощения в жизнь.
