Нeпepсонaльный компьютер
Прежде чем строить самолет, его нужно испытать. Прежде чем наступит завтрашняя погода, хорошо бы ее предсказать. Даже столкновения элементарных частиц заранее обсчитываются в «виртуальном коллайдере». Этим заняты вычислительные системы особо высокой мощности. Одна из них работает в международном научном центре в подмосковной Дубне: суперкомпьютер «Говорун», входящий в число лучших систем своего класса.
Когда-то все компьютеры были в некотором роде «супер». Их было немного, любой из них занимал пару больших комнат, требовал целой команды специалистов и решал только самые важные задачи. Сегодня ситуация с этим классом устройств принципиально изменилась в одном: они перестали быть редкостью. Только в России их больше полусотни, а в мировом масштабе речь может идти о десятках тысяч, точное количество никем не подсчитано.
Что касается размеров и прилагающегося штата, тут могут быть варианты. Самые масштабные системы вроде «Червоненкиса» у «Яндекса» или «Ломоносова» в МГУ по-прежнему требуют больших площадей. Суперкомпьютеру имени Н. Н. Говоруна, который работает в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ), хватает четырех шкафов в общем машинном зале. Неизменным у всех осталось главное свойство: задачи на них решаются по-прежнему важные.
Молчаливый «говорун»
Названный в честь пионера советской информатики Николая Говоруна, суперкомпьютер был построен производителем особо мощных вычислительных систем, компанией РСК. И хотя принципы его работы общие для таких устройств, разработчики нашли массу собственных инновационных решений. Например, тепло от него отводит невероятно экономичная водяная система, работающая без фреона и чиллеров (специальных аппаратов для охлаждения жидкости). Поэтому отношение всей потребляемой системой энергии к количеству, которое уходит напрямую к вычислительному оборудованию (Power Utilization Efficiency, PUE), у «Говоруна» составляет лишь 1,06: для охлаждения ему достаточно лишь 6 % общей потребляемой мощности. Для сравнения: у «типичного» суперкомпьютера этот показатель равен примерно 1,5.
Благодаря жидкостному охлаждению система работает еще и очень тихо. Правда, оценить это достоинство в полной мере не получается. В зале все равно шумно: работающие по соседству серверы тоже не простаивают, вращая свои вентиляторы. Постоянный гул заглушает голоса, поэтому беседовать с сотрудниками Лаборатории информационных технологий ОИЯИ Игорем Пелеванюком и Максимом Зуевым мы отправляемся в конференц-холл. Пока идем по коридорам, увешанным фотографиями из славного институтского прошлого, обсуждаем области применения суперкомпьютеров. Наука, прикладные исследования, космос — это понятно. Но что еще?
Виртуальные крылья
«Климатические модели — самый яркий пример, — отзывается Игорь. — На обычном компьютере невозможно сделать прогноз даже на три дня вперед: вычисления будут идти дольше этого времени. Далее гидро- и аэродинамика. Там теория позволяет создать модель аэродинамической трубы внутри компьютера, поместить в нее виртуальный фюзеляж самолета или крыло, а затем испытывать его любыми нужными способами. При необходимости мы вносим в проект изменения прямо „на лету“. А вот если бы испытания шли в реальном мире, то пришлось бы каждый раз изготавливать новый макет. Вообще, многое из того, что раньше долго делали руками, теперь можно быстро воплотить на суперкомпьютере в виртуальном пространстве. Это невероятно сокращает цикл разработки самолетов и других сложных машин».
Впрочем, «Говорун» — система прежде всего научная, созданная под нужды ядерной физики. Вместо погоды он прогнозирует, например, поведение кварк-глюонной плазмы — экзотического состояния вещества, в котором оно существовало сразу после Большого взрыва. В скором будущем ученые намерены получать такую плазму на коллайдере NICA, который вот-вот запустят в Дубне. Гигантский научный инструмент будет ускорять и сталкивать частицы, а чтобы лучше регистрировать и интерпретировать результаты таких событий, их заранее моделируют на суперкомпьютере. Какая же мощность для этого требуется?