Цивилизация
Суперкомпьютер «Ломоносов» — компьютер, которому нет аналогов в России. По состоянию на 2011 год он занимал в списке наиболее мощных машин мира 13-е место. Кроме него в топ-100 входят лишь четыре российских компьютера – МВС-100K Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН (75-е место), а также суперкомпьютеры Курчатовского института и Южноуральского университета в Челябинске (84-е и 86-е места). Он расположен во втором учебному корпусе МГУ, по соседству с профильным факультетом вычислительной математики и кибернетики. Однако крыло, которое занимает суперкомпьютер, выгодно отличается от всего корпуса — весьма невзрачного здания, построенного в 70-х годах и сохранившего все оригинальные черты. «Ломоносов» и прилегающие помещения «одеты с иголочки»: современные комнаты со стеклянными дверями, автоматизированная система пропуска к самому компьютеру и инфраструктуре.
Из почти тысячи квадратных метров площади, числящейся за компьютером, собственно вычислитель занимает лишь 252 кв. м. Пускают в святая святых только в бахилах, обычный состав группы посещения не более трех человек.
В помещении стоит невообразимый шум, разговаривать почти невозможно: это работает гигантская охлаждающая система, отводящая тепло от десятков тысяч процессоров.
Инфраструктура, обеспечивающая работу системы, более масштабна: на 246 кв. метрах расположена система бесперебойного питания, которая способна поддерживать работу компьютера в течение 15 минут при условии отключения внешнего питания. За это время все данные расчетов должна быть сохранены, а суперкомпьютер отключен в корректном режиме. Еще 85 кв. м занимает главный распределительный щит.
На пике мощности вычислитель потребляет 1,8 МВт энергии, а вместе со всем комплексом – 3.05 МВт.
Климатическая система расположена на 216 кв. метрах. Водяное охлаждение настроено так, что 6 баков по 30 тонн воды смогут успешно автономно охлаждать компьютер в течение тех самых 15 минут после отключения электроэнергии, которые необходимы для корректного завершения работы. В зал климатической системы журналистов не пускают. «Это подвал 70-х годов постройки, со всеми вытекающими последствиями», — сетует Всеволод Опанасенко, генеральный директор компании «t-Платформы» — российского суперкомпьютерного монополиста, которая спроектировала, а теперь обслуживает компьютер.
Несмотря на возраст подвала, со своей задачей он пока вполне справляется. Во время небывалой жары лета 2010 года, когда во многих офисах отключали охлаждение комнат, чтобы спасти обычные серверы, гигантский суперкомпьютер работал в штатном режиме. Инфраструктура вполне справилась с нагрузкой, допустив повышение температуры в помещении, где находятся процессоры, всего на полградуса.
«Весь суперкомпьютер со всей инфраструктурой (площадь около 1000 кв. м) обслуживают всего восемь человек технического персонала,
— поясняет Опанасенко. – Основные работы делает автоматика. Комплекс программного обеспечения, установленный на специальном кластере, мониторит весь спектр параметров, начиная от движения воздуха, параметров и частоты процессоров, заканчивая давлением воды в охлаждающей системе. Оператору нужно только следить за ситуацией по мониторам, хотя и это не обязательно: система может, например, отправить сообщение на мобильный телефон об отклонении параметров от обычных».
Автоматизированное обслуживание стало практически обязательным для суперкомпьютеров сегодня, признает он. «Однако в 2009 году, когда мы создавали эту систему, таких были единицы. Японский суперкомпьютер, который был построен в 2002 году и занимал лидирующее положение до 2008 года, например, еще обслуживался достаточно большим штатом — в несколько десятков человек», — утверждает он.
Для того чтобы ученый мог воспользоваться суперкомпьютером, ему необходимо зарегистрироваться на сайте parallel.ru/cluster и пройти необходимые формальности. После этого он в режиме онлайн может ставить свои задачи в очередь, которая продвигается по мере выполнения задач. Конечно, задачам, требующим малое число процессоров, проще пробиться сквозь очередь. Кроме того, существует расширенный доступ к «Ломоносову» для приоритетных проектов МГУ. Хотя круг пользователей суперкомпьютера не ограничивается сотрудниками МГУ: на нем ведут проекты и ученые из РАН, и из других вузов.
Несмотря на то что в полную силу суперкомпьютер заработал лишь в прошлом году, ученые уже рассказывают о статьях, опубликованных по работам на нем.
«То, над чем раньше мы работали годы, нам теперь удается делать за дни»,
— отмечает проректор МГУ, академик РАН, известный специалист в области полимерного материаловедения Алексей Хохлов.
С суперкомпьютером связывает свои успехи и знаменитый разработчик «эликсира молодости» академик Владимир Скулачев. Без суперкомпьютера немыслимо смоделировать движение молекул через клеточную мембрану: приходится рассчитывать положение миллионов атомов. А эта стадия является ключевой для понимания механизма доставки антиоксидантных ионов, которые могут приостановить окислительные процессы в клетке и победить старость.
Расчеты на суперкомпьютере объединяют десятки совершенно не связанных формально областей.
Сверхмощные вычисления позволяют смоделировать работу биологических молекул в организме и поведение новых материалов, изучить глобальный климат и помочь в сейсморазведке нефти, обеспечить безопасность ядерного реактора и создать кресло для пилота истребителя, которое катапультируется на сверхзвуковой скорости.
По формальному методу оценки, принятому в международном сообществе (публикационной активности), некоторые группы, работающие на суперкомпьютере, выглядят очень неплохо. Публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences и Accounts of Chemical Research вполне почетны и для американского профессора. Несмотря на это, формальных требований по отчетности публикациями (как это принято, например, на международных синхротронах) «Ломоносов» не предъявляет, признают сотрудники центра. Для публикаций, сделанных с использованием вычислений на нем, обязательным является лишь указание суперкомпьютерного центра в графе «благодарности».