У большинства людей слово «компьютер» ассоциируется в первую очередь с персональным, который можно увидеть сегодня не только в любом офисе, но и почти в каждой квартире. В самом деле, мы живем в эпоху, когда электронный помощник вошёл буквально в каждый дом. Но не стоит забывать, что это лишь маленькая часть огромного компьютерного мира, где существуют гораздо более мощные и сложные вычислительные системы, недоступные рядовому пользователю. Функций обычного компьютера недостаточно для сложных задач проектирования и инженерных расчётов. Несколько лет назад специалисты по информационным технологиям предложили вариант суперкомпьютера, который намного быстрее позволял выполнять эти задачи. Сначала в НПО «Сатурн» использовались компьютерные серверы, затем, в 2006-м году, появилась первая специализированная электронно-вычислительная машина (кластер), а в 2008-м ввели в эксплуатацию вторую. Об особенностях этой «чудо-техники» в 26-ом выпуске «Заводных будней» рассказывает директор по информационным технологиям НПО «Сатурн» Павел Бехер.
Павел Бехер: «Мощность нашего суперкомпьютера компьютера — 14,3 терафлопса. Проект выполняла московская компания „КРОК“. Мы долго думали над его названием и даже организовали конкурс. В итоге выбрали вариант „АЛ-100“ в честь столетнего юбилея со дня рождения конструктора Архипа Люльки. Суперкомпьютер предназначен для решения особого класса математических задач, которые связаны с моделированием процессов газодинамики и термодинамики в газотурбинном двигателе. Один расчёт — это десятки гигабайт информации. Теоретически, конечно, такие задачи может решать и персональный компьютер, но скорости вычисления будут несопоставимы. Там, где обычный компьютер считает месяц, суперкомпьютер справляется за час. Используется высокая степень распараллеливания, когда множество процессоров работает над одной задачей».
Результатов долго ждать не пришлось. Эффективность вычислительного комплекса оценили сразу: время на проектирование двигателя удалось значительно сократить, причём не на какие-то дни или месяцы, а годы. Наглядный пример — изготовление двигателя SAM-146 от этапа проектирования до реального промышленного образца ускорилось на целое десятилетие. А сколько ресурсов удалось сэкономить на испытаниях! Например, этап с забросом птицы в двигатель вполне можно провести на суперкомпьютере с помощью специальной математической модели. Технологии позволяют обсчитывать изменения, вносящиеся в конструкцию, смотреть как корректировка тех или иных параметров двигателя повлияет на его работу и надёжность.
У такого важного для предприятия «сотрудника» есть собственный «кабинет». Суперкомпьютер занимает комнату около 20-ти метров в длину и шести в ширину. Работает «АЛ-100» круглые сутки, в праздники выходные и ночное время — просто незаменимый специалист. В год комплекс должен простаивать не более 24-х часов. Правда, есть у суперкомпьютера и определённые требования. Например, комфортная температура.
Павел Бехер, директор по информационным технологиям НПО «Сатурн»: «Многие думают, что суперкомпьютер — это просто компьютер, но только очень большой и более мощный. На самом деле это целый инженерно-технический комплекс, где не меньше вычислительной функции важны инженерные сети. Ведь работа компьютера — это всегда генерация тепла, которое нужно отводить. Для этого работают системы кондиционирования — создаётся специальный микроклимат. Вычисления должны производиться бесперебойно, вне зависимости от того, какая погода на улице. Особо отмечу, что для обеспечения надёжности работы суперкомпьютера критически важно бесперебойное обеспечение электроэнергией. Это также учтено в инженерной инфраструктуре».
Впрочем, есть у таких «сотрудников» и минусы: они достаточно быстро уходят на пенсию. Как признается Павел Геннадиевич, несмотря на все достоинства вычислительной машины, сейчас такой скорости и мощности уже недостаточно. Время не стоит на месте, и развитие производства требует более совершенных информационных технологий. Как показывает практика, актуальность суперкомпьютера около 5-6 лет.
Павел Бехер: «Вспомните развитие домашних компьютеров. То, что было семь лет назад и то, что можно приобрести сейчас. Точно так же развитие идёт в сфере суперкомпьютерных вычислений. Модернизировать имеющийся комплекс достаточно сложно. Информационные технологии развиваются очень быстро, для комплекса, актуального пару лет назад, сейчас уже трудно найти комплектующие. К тому же, существующая инженерная система по отводу тепла является сбалансированной. Она рассчитана на определённый режим работы, и будет трудно добавить больше вычислительных стоек. Когда встаёт вопрос о том, как мы будем развиваться дальше, то в дальнейшем проще приобрести ещё один вычислительный кластер. Отмечу возможность арендовать вычисления на стороне, но велики риски надёжности, доступности, да и стоимость высока».
Да, «зарплата» у этого «сотрудника» впечатляет. Покупка суперкомпьютера, даже для предприятия как НПО «Сатурн», задача непростая: его стоимость может исчисляться миллионами долларов. Цена зависит от задач, которые ему придётся выполнять. Многое зависит от компактности, надёжности работы и обеспечения нужных условий эксплуатации. Поэтому однозначно ответить на вопрос, сколько стоит такой вычислительный комплекс, нельзя. Но даже такие затраты целиком компенсируются эффектом, ведь речь идёт о времени, а этот ресурс, особенно в современных экономических реалиях, бесценен.
Процесс работы с суперкомпьютером, на первый взгляд, кажется простым. Сотрудники службы генерального конструктора готовят необходимые данные для вычислений, которые по локальной сети передаются машине. Администратор определяет, когда задание будет запущено. По окончанию расчёта результаты возвращаются на рабочее место конструктора. Но без человеческого вмешательства и здесь не обойтись, поэтому высокопоставленному «сотруднику» просто необходимы особые «секретари».
Павел Бехер: «У нас на предприятии в службе генерального конструктора работают замечательные специалисты, которые понимают, как эффективно использовать мощность этого кластера и знают, как правильно подготовить данные для расчёта. Ведь одну и ту же задачу суперкомпьютер может решать неделю, а может и час, всё зависит от того, насколько оптимизированы вводимые данные. Без правильной постановки задачи и подготовки данных — это просто железо, которое умеет быстро считать. В любом случае, решения принимают люди. Суперкомпьютер лишь обеспечивает обработку данных».
Суперкомпьютер — это не единственное достижение службы по информационным технологиям НПО «Сатурн». Информационные потоки, как нервная система, опутывают весь «организм предприятия». Сейчас модернизируется центр обработки данных, обновили внутреннюю АТС для увеличения пропускной способности и повышения надёжности телефонной связи.
Особое внимание уделяется информационной безопасности. Много сделано в области развития прикладных систем: запускаются проекты, связанные с планированием и учётом производства, управлением финансами, автоматизацией обработки данных при испытаниях, управлением персоналом, автоматизацией процессов обеспечения жизнедеятельности предприятия и многое, многое другое.
Павел Бехер: «У нас в службе работают 215 отличных специалистов, нацеленных на результат, и я очень благодарен этим людям, которые каждый день трудятся на благо предприятия. Сделано на самом деле очень много, но в планах сделать ещё больше. Нам всегда следует быть немного впереди. В тот момент, когда возникает проблема, мы должны уже предложить решение».
Павел Геннадиевич приводит слова Белой Королевы из «Алисы в Зазеркалье»: «Если ты хочешь оставаться на месте — нужно бежать. Если ты хочешь двигаться вперёд, бежать надо ещё быстрее» — это и есть своеобразный девиз службы информационных технологий.
ДЛЯ СПРАВКИ
Самый мощный суперкомпьютер в России запущен в МГУ имени Ломоносова в Москве, там мощности измеряются уже в петафлопсах. Его используют, в основном, в исследовательских целях — в области фармакологии и биологии.
Самый мощный суперкомпьютер в мире сейчас работает в Китае на базе Оборонного научно-технического университета Национально-освободительной армии КНР. Его мощность оценивают в 34 петафлопса, это почти в 19 раз больше самого сильного российского суперкомпьютера. Однако уже к 2018 году первенство может завоевать вычислительный кластер «Аврора», который создаётся в США компанией Intel. Как ожидается, его способности в пять раз превзойдут китайского брата.
Масштабы суперкомпьютера оценила и наш фотокорреспондент Александра Острикова.
