Зачем нужен Сибирский национальный центр высокопроизводительных вычислений, обработки и хранения данных — СНЦ ВВОД? Откуда придут деньги на его создание? Как этот проект связан с синхротроном СКИФ? С другими проектами «Академгородка 2.0»? На эти и другие вопросы отвечают ученые.


В их числе - секретарь Наблюдательного совета СНЦ ВВОД кандидат технических наук Юрий Александрович Аникин и заместители руководителя Координационного совета проекта: врио директора Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Михаил Александрович Марченко и заместитель директора Института вычислительных технологий СО РАН кандидат физико-математических наук Андрей Васильевич Юрченко.

 
— Для чего потребовался новый Центр? Разве не хватает мощностей недавно обновленного Сибирского суперкомпьютерного центра (ССКЦ) на базе ИВМиМГ СО РАН?
 
 
 — Да, уже не хватает. Сегодня суммарная производительность вычислительных систем академических учреждений во всей Сибири составляет менее 0,5 петафлопс и на долю ССКЦ приходится только 0,2 петафлопс. Оборудование Центра загружено практически до 100 %, а существующая очередь на вычисления в ССКЦ достигает двух месяцев и не позволяет планировать более ресурсоемкие задачи. Заявленные потребности пользователей одного только ССКЦ уже сейчас составляют более 1 петафлопс, а прогнозируемые на ближайшие три-четыре года, с учетом развития компетенций пользователей и появления новых задач, — не менее 10 петафлопс.
 
Дополнительных мощностей для вычислений, обработки и хранения данных потребует и реализация программы «Академгородок 2.0». Так, практически все рабочие станции синхротрона СКИФ запланированы как настоящие фабрики big data. При этом не будем скрывать, что у ряда проектов есть требования к локализации работы с данными, использованию доверенных каналов и запрет на использование коммерческих облачных ресурсов. К тому же прогнозируются такие объемы информации, в том числе открытой, что передавать их на известные облачные сервисы в ряде случаев придется дольше, чем обрабатывать. Важно и то, что СНЦ ВВОД будет решать задачи полного цикла, по всей цепочке работы с данными: обработка — хранение — анализ — обмен — публикация.
 
— Решит ли эти задачи СНЦ ВВОД?
 
 
— Для этого он и создается. Проект разрабатывается объединенными усилиями Новосибирского государственного университета, ИВМиМГ СО РАН и ИВТ СО РАН, и сначала мы объединим уже существующие у нас ресурсы, продолжив их наращивание в рамках имеющихся возможностей. В частности, Информационно-вычислительный центр НГУ планируется уже в этом году дооснастить кластером из «толстых» четырехпроцессорных узлов с большим объемом памяти, что актуально для решения, например, задач обработки и анализа результатов секвенирования.
 
Основной этап проекта предусматривает к 2022 году строительство нового здания с дата-центром и ввод ресурсов, которые выведут СНЦ ВВОД на первые строчки в России с производительностью вычислительных систем 10 петафлопс и 150 петабайт дискового пространства. Но, что намного важнее, — это позволит решать новые масштабные задачи по компьютерному моделированию и анализу больших данных, которые сейчас приходится откладывать в долгий ящик либо искать вычислительные ресурсы в Москве или за рубежом.
 
На последнем этапе, который планируется завершить в 2024 году одновременно со вводом в эксплуатацию ЦКП СКИФ, компьютерные мощности СНЦ ВВОД должны быть доведены до уровня мирового топ-50 или даже топ-10 с производительностью 0,1—0,2 экзафлопс и 1 экзабайт дискового пространства. Это будет соответствовать и требованиям наших мегасайнс-проектов и рынка строящейся цифровой экономики.
 
— Хватит ли для этого электроэнергии?
 
 
 — На момент ввода объекта в эксплуатацию (IV квартал 2021 года) в Центре будет установлено оборудование с энергопотреблением до 3 МВт. Потребности второго этапа оценить сложнее, так как энергоэффективность суперкомпьютеров (измеряемая в гигафлопсах на ватт) постоянно растет. Исходя из энергопотребления самого мощного на данный момент суперкомпьютера Summit, установленного в Окриджской национальной лаборатории в США и являющегося сейчас одним из самых энергоэффективных в мире, мы прогнозируем энергопотребление наших суперкомпьютера и ресурсов для хранения данных в 2024 году на уровне не более 15 МВт. Такие мощности будут доступны с вводом подстанции «Академическая-2». Однако нашему Центру необходимо резервное электропитание, так как оборудование должно работать непрерывно, поэтому мы рассматриваем варианты создания собственных генерирующих мощностей. Их использование существенно повысит экономическую эффективность проекта на стадии эксплуатации.
 
— Есть ли у СНЦ ВВОД собственная концепция, либо же это просто инструмент для реализации других проектов «Академгородка 2.0»?
 
Юрий Аникин:
 
 — Концепция центра — консолидация ресурсов и компетенций научных учреждений и производственных компаний (не только проектантов «Академгородка 2.0»). СНЦ ВВОД станет единым окном научных сервисов для работы с данными на базе мощного комплекса оборудования, программных и системных решений и кадров новой генерации.
 
Но создаваемый СНЦ ВВОД — не только единый оператор информационно-вычислительных услуг для исследователей и инновационных компаний (что, конечно, крайне важно), но и центр постоянно прогрессирующих компетенций. Специалисты Академгородка высоко ценились во всем мире именно как создатели технологий: например, компиляторов и вычислительных архитектур. Sun, IBM, Samsung, Intel целенаправленно приглашали уникальных специалистов, организовывали переезд за рубеж целых коллективов, многие уехали сами. Но сегодня у нас есть все предпосылки для восстановления этих школ.
 
СНЦ ВВОД должен решать и фундаментальные проблемы в своей отрасли. К примеру, уже сегодня видится перспектива нарастающего превышения объема генерируемых данных над возможностями их хранения: так, единичный эксперимент на будущей Супер С-тау фабрике может генерировать поток в 10 гигабайт в секунду. Станет необходимым на высокой скорости обрабатывать поступающую с установки информацию, чтобы выделить главное, а остальное сжать в тысячи раз. С другой стороны, оправдана практика хранения «сырых» данных, поскольку технологии их анализа постоянно улучшаются, и иногда эффективнее повторно обработать сохраненные данные, чем проводить эксперимент заново. Обоснование срока хранения первичной информации — только одна из многих задач, которые мы будем обязаны решить. 
 
— А откуда появятся кадры для решения столь масштабной задачи?
 
 
 — В НГУ и ИВТ СО РАН целевым образом формируются новые лаборатории, в том числе так называемые молодежные. В этом году коллектив из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, ИВМиМГ и ИВТ получил поддержку Российского научного фонда (РНФ) для реализации проекта по теме «Разработка системы моделирования, обработки и хранения данных установки класса мегасайнс “Супер С-тау фабрика”», что позволяет создать на базе ИЯФ «малую лабораторию» в качестве задела для научного коллектива СНЦ ВВОД. 
 
Разработан совместный проект ИВТ, ИЯФ, НГУ и ИВМиМГ для создания цифрового двойника СКИФа. Сейчас работа ведется в инициативном порядке, но мы планируем участвовать с этим проектом во всех возможных конкурсах, развивать направление в целом и привлекать на него молодежь, в том числе в рамках созданной в ИВТ СО РАН лаборатории цифровых двойников и анализа больших данных. Замечу, что эти усилия направлены на создание коллективов с новыми компетенциями, но на основе существующих научных школ.
 
НГУ останется основной кузницей кадров и для нашего проекта. В частности, он планирует развивать специализацию по суперкомпьютерным технологиям в рамках программы «5—100», в которой он успешно участвует, в нем вводятся новые магистерские программы и учебные курсы по анализу больших данных, свою образовательную программу совместно с НГУ и институтами проводит «Вымпелком».
 
Конечно, мы будем работать и с другими вузами: Новосибирским государственным техническим университетом, Сибирским государственным университетом телекоммуникаций и информатики и прочими, которые готовят квалифицированные инженерные кадры, необходимые для организации работы большого уникального дата-центра.
 
 
 
— Как смогут управлять проектом его инициаторы, два академических института и университет?
 
Юрий Аникин:
 
 — Примерно по той же схеме, по которой управляются другие проекты «Академгородка 2.0». Создан Координационный совет СНЦ ВВОД во главе с ректором Новосибирского госуниверситета членом-корреспондентом РАН Михаилом Петровичем Федоруком как орган планирования и экспертизы, а также Наблюдательный совет во главе с заместителем председателя СО РАН директором ИЯФ академиком Павлом Владимировичем Логачёвым. Текущая (оперативная) работа возложена на проектный офис, сейчас он занимается в основном подготовкой документации. В частности, готов эскизный проект здания и проект задания на проектирование. Специалисты проектного офиса также встречаются и консультируются с представителями организаций, имеющих опыт создания больших центров обработки данных: «Вымпелкома», «Ростелекома», «КРОК» и других, готовят предварительный анализ различных решений для дата-центров, их применимости при реализации проекта СНЦ ВВОД.
 
— Сколько стоит СНЦ ВВОД и где найти ресурсы на его создание?
 
 
 — Затраты делятся на три большие группы: строительство, оснащение и персонал. В первом случае мы готовим заявку на участие в Федеральной адресной инвестиционной программе. Стоимость строительства оценивается в сумму около 3,5 млрд рублей. Оснащение нового здания запланировано на 2021 год на сумму около 4,5 млрд рублей. Поскольку оборудование дешевеет, часть закупок отложены на 2024 год и будут производиться за счет средств, выделяемых по линии двух национальных проектов: «Наука» и «Цифровая экономика», для чего должно быть подготовлено доказательное и конкурентоспособное обоснование. Предварительная оценка стоимости этой стадии — 6 млрд руб.
 
Коллектив СНЦ ВВОД, находящийся в процессе становления, можно поддерживать для начала за счет корректировки государственных заданий организациям — инициаторам проекта, в частности по конкурсам молодежных лабораторий и национальных центров мирового уровня, а также за счет внебюджетных средств, получаемых за выполнение заказных работ и оказание услуг. «Вымпелком» уже сейчас готов формулировать задачи на создание вычислительных технологий. В целом же расширение круга партнеров связано с ростом набора компетенций, причем эта зависимость имеет и обратную положительную связь. И мы обязательно будем готовить для проекта молодежь в университетах, и организовывать обучение по новым программам в самом Центре. Не забудем, к слову, и про специальную подготовку в школах Академгородка будущих абитуриентов для суперкомпьютерных специальностей.
 
Подготовил Андрей Соболевский

Похожие новости

  • 19/09/2019

    Большие данные — большие вызовы

    ​В рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» обсудили возможности использования больших данных для науки, бизнеса и государства. В настоящий момент все они нуждаются в эффективных цифровых инструментах для решения широкого круга задач.
    221
  • 01/09/2016

    Сергей Турицин: нам вполне по силам быть среди мировых лидеров

    Фотоника как направление специализации появилось в НГУ относительно недавно - с созданием Лаборатории нелинейной фотоники в 2010 г. в рамках мегагранта Правительства РФ. Возглавил лабораторию выпускник Физического факультета НГУ, профессор Сергей Константинович Турицын, директор Института фотоники Университета Астон (Великобритания), который является международно признанным исследовательским центром в сфере фотонных технологий.
    2781
  • 17/07/2018

    В СО РАН создадут единую информационную систему с использованием технологии больших данных

    ​​​В Институте вычислительных технологий СО РАН считают: без единой системы передачи, хранения и обработки Big Data в Сибирском отделении невозможно развитие исследований на современном уровне. Общая коммуникационная сеть институтов Сибирского отделения формировалась с 1990-х годов по инициативе председателя СО РАН академика Валентина Афанасьевича Коптюга, поставившего академику Юрию Ивановичу Шокину при создании ИВТ СО РАН задачу информатизировать научную и организационную деятельность Отделения и институтов.
    852
  • 12/04/2019

    Как вычислить путь звезды

    Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории.
    575
  • 25/02/2019

    Новосибирский ученый - о войнах в киберпространстве

    Войны в киберпространстве и кибернетизация обычных войн, атаки без единого выстрела и диверсии без единого грамма взрывчатки… В новых реалиях помогает разобраться заместитель директора Института вычислительных технологий СО РАН Андрей Васильевич Юрченко.
    416
  • 16/04/2019

    Как синхротронное излучение помогает науке

    ​Половина Нобелевских премий в молекулярной биологии за последние 20 лет отдана синхротронному излучению (СИ). Ученый Анатолий Снигирев рассказал, как получают рентгеновские лучи необходимых параметров и в чем преимущество проектов источников СИ четвертого поколения, реализуемых в России.
    489
  • 14/05/2019

    От электрона к фотону: ИФП СО РАН — 55

    ​​Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова появился в результате объединения Института физики твердого тела и полупроводниковой электроники и Института радиофизики и электроники. С тех пор ИФП СО РАН остается признанным за рубежом и в России лидером в области создания и производства новых высокотехнологичных материалов, интегратором крупных научно-производственных проектов и коммуникационной площадкой для ученых, преподавателей, представителей индустриального и бизнес-сообщества.
    529
  • 24/10/2019

    Сергей Ревякин: эффективность в цифрах

    Исследовательская работа — часть любого бизнеса, и на каждом этапе исследования различаются и масштабами, и задачами. Но как вычислить эффект, который они производят? О разных видах исследований, типичных проблемах при их проведении и специфике Росатома рассказывает президент корпоративного и правительственного сектора аналитической компании Elsevier в России Сергей Ревякин.
    132
  • 29/10/2018

    Супер-фабрика С-тау

    ​В программе ОТР "Большая наука. Великое в малом" директор Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН академик Павел Логачев рассказал о том, какую роль в развитии научных исследований играет "Фабрика С-тау" и чем обусловлено ее название.
    650
  • 11/12/2018

    Как ученым достучаться до власти?

    ​Академик РАН, научный руководитель Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН Сергей Алексеенко стал в этом году лауреатом международной премии «Глобальная энергия». Награда присуждается ему за подготовку теплофизических основ для создания современных энергетических и энергосберегающих технологий, которые позволяют проектировать экологически безопасные тепловые электростанции (за счет моделирования процессов горения газа, угля и жидкого топлива).
    1228