Шаг к национальной суперкомпьютерной инфраструктуре

Суперкомпьютерные центры подключены к Национальной исследовательской компьютерной сети России (НИКС). Она создана по заданию Минобрнауки России в 2019 году в результате интеграции функционировавших на протяжении 25 лет отраслевых научно-образовательных телекоммуникационных сетей — федеральной университетской компьютерной сети RUNNet (Russian UNiversity Network) и сети организаций Российской академии наук RASNet (Russian Academy of Science Network). Телекоммуникационные узлы НИКС есть более чем в 40 регионах России, она предоставляет услуги более чем 150 организациям высшего образования и науки. Общее количество пользователей сети, по независимым экспертным оценкам, превышает три миллиона человек, что делает ее не только крупнейшей научно-образовательной сетью страны, но и одной из крупнейших компьютерных сетей России и мира. Администратор сети — Межведомственный суперкомпьютерный центр (МСЦ) РАН.

«В этом году планируется подключить к ней 40 процентов от общего числа ведущих организаций и все 10 суперкомпьютерных центров страны. К 2024 году к системе будут подключены абсолютно все научные и образовательные организации высшего образования», — заявил заместитель председателя правительства России Дмитрий Чернышенко, который присутствовал на церемонии подписания.

Вице-премьер добавил, что фактически в России формируется единое научно-образовательное пространство информационных технологий. Научные центры мирового уровня, научно-образовательные и инжиниринговые центры получают возможность распределенной работы с большими данными на научных установках класса «мегасайенс» в суперкомпьютерных центрах. Для исследователей и разработчиков будет обеспечен глобальный доступ к сервисам машинного обучения, аналитики больших данных, суперкомпьютерным ресурсам.

«Развитие вычислительных ресурсов — задача сверхважная не только для науки, но и для промышленности, в интересах которой и Петербургским Политехом, и коллегами проводится целый ряд фундаментальных и прикладных исследований, — отметил ректор Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) Андрей Рудской. — Это ключевой ресурс для разработки цифровых двойников, проведения виртуальных испытаний, обработки больших данных. Поэтому расширение высокопроизводительных вычислительных возможностей и, что не менее важно, объединение компетенций и для нас, и для наших коллег означает выход на новый уровень исследовательских возможностей, на новый масштаб наукоемких мультидисциплинарных проектов».

Как отметил директор лаборатории информационных технологий им. М. Г. Мещерякова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) Владимир Кореньков, передовые научные исследования, особенно прикладные, связанные с получением и обработкой больших данных, например в области квантовой хромодинамики, физики высоких энергий, радиобиологии, геофизики, требуют сложнейших ресурсоемких вычислений, применения самых современных информационных технологий, таких как грид, облачные и суперкомпьютерные технологии. Особое значение имеет и возможность организации работы распределенных научных и проектных команд. И в связи с этим объединение ресурсов суперкомпьютеров в одну сеть, конечно, даст толчок к новым научным достижениям.

Сделать ресурсы общими

«Это первый шаг в России к практической реализации концепции национальной суперкомпьютерной инфраструктуры, — рассказал “Стимулу” руководитель Суперкомпьютерного центра СПбПУ Алексей Лукашин. — Концепция объединения ресурсов вычислительных центров на бумаге существует давно, но таких прецедентов именно с точки зрения практики пока не было. И вот мы решили с центрами Объединенного института ядерных исследований и Межведомственным суперкомпьютерным центром вместе попробовать в инициативном порядке провернуть такую историю».

Суперкомпьютерные центры, которых не много в нашей стране, существуют отдельно друг от друга. И если пользователи, к примеру, приходят в Суперкомьютерный центр СПбПУ, они считают на ресурсах этого университета. Если идут в МСЦ РАН, то пользуются ресурсами этого центра.

«Обычно к нам идут пользователи, которые знают, что мы умеем решать задачи определенного типа, — поясняет Алексей Лукашин, — и к коллегам идут не только за ресурсами, но и за компетенциями в определенной области».

Ресурсами суперкомпьютерные центры пока не обменивались, потому что это технически сложная задача. Но вычислительные системы СПбПУ, МСЦ РАН и ОИЯИ похожи по своей архитектуре, у них один поставщик, российская суперкомпьютерная компания РСК, поэтому руководители центров договорились создать решение, которое позволило бы брать ресурсы друг у друга в случае их наличия.

«Это означает вот что, — говорит руководитель Суперкомьютерного центра СПбПУ. — Если к нам приходит пользователь с вопросом решить какую-то масштабную задачу, которая требует, например, десятки вычислителей, а у нас в этот момент все занято, мы можем эти ресурсы взять у наших коллег, если они у них свободны. И наоборот, если в ОИЯИ приходят за какими-то расчетами в области ядерной физики, которыми мы не занимаемся, они могут их взять у нас. Получается такой честный обмен ресурсами друг с другом. А компании РСК тоже интересно провести, именно с технической точки зрения, такой эксперимент, они нам помогают как эксперты, которые такие системы делают».

Как рассказал «Стимулу» директор по корпоративным коммуникациям национального чемпиона РСК Олег Горбачев, специалисты компании разработали и построили передовые суперкомпьютерные центры в МСЦ РАН, ОИЯИ и СПбПУ на базе своей передовой технологии «РСК Торнадо» с жидкостным охлаждением и серверных продуктов Intel — процессоров Intel Xeon Scalable, твердотельных дисков Intel Optane SSD, Intel SSD и других. Кроме того, в них используется ПО «РСК БазИС» для управления и мониторинга, а также RSC Storage on-Demand для создания интеллектуальных систем хранения данных с выделением ресурсов «по требованию» для более эффективного решения пользовательских задач.

Удаленный доступ к микроскопу

Благодаря объединению суперкомпьютеров у российских научных организаций и вузов появляется реальная возможность обрести общую инфраструктуру на единой цифровой платформе.

Есть такие понятия, как центр коллективного пользования (ЦКП) и уникальная научная установка (УНУ). Все эти центры и установки перечислены и зарегистрированы в каталоге на сайте ckp-rf.ru. К примеру, Суперкомпьютерный центр СПбПУ тоже зарегистрирован на этом портале и является одновременно и ЦКП, и УНУ. Кроме того, на этом портале есть различные спектрометры, микроскопы, широкий спектр научного оборудования. И сейчас разрабатывается концепция, чтобы все это уникальное научное оборудование, которое есть не у всех, было подключено к общей сети.

«Допустим, пользователю не нужен непосредственный физический доступ к оборудованию или кто-то в центре коллективного пользования за него может провести эксперимент, — поясняет Алексей Лукашин. — Он сможет подключиться к этому оборудованию удаленно, через сеть, и провести свои эксперименты. Это даст, например, какому-нибудь предприятию из Сибири возможность провести необходимые измерения где-нибудь в московском институте».