В начале апреля в Ростове-на-Дону на конференции “Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ) 2014” была объявлена очередная редакция суперкомпьютерного рейтинга стран СНГ (а по сути — только России) Top 50. Если состояние отечественной отрасли высокопроизводительных вычислений (HPC) оценивать сугубо на основании его данных, то картина вырисовывается весьма плачевная. Несмотря на то, что график общей суммарной производительности пятидесяти систем вырвался из горизонтальной фазы и совершил определенный рывок вверх, с момента последней редакции (сентябрь прошлого года) мы имеем всего одну новую установку и несколько единичных случаев модернизации вычислителей, существовавших ранее. За весь 2013-й и первые месяцы 2014-го — три новые системы и два апгрейда. В 2012 г. новинок и наращений было более полутора десятка (треть списка).

Но это всё сухая статистика, которая по ряду причин может не отражать реального положения вещей. Что же происходит с российским суперкомпьютерным рынком на самом деле? Мы решили поинтересоваться этим у экспертов.

Новая редакция рейтинга

Для начала чуть подробнее рассмотрим статистику последней редакции Top 50.

На первом месте уже который год остается кластер “Ломоносов” компании “Т-Платформы” в МГУ им. М. В. Ломоносова. Последний раз он модернизировался в 2012 г., и с тех пор его пиковая производительность находится на уровне 1700,21 Тфлопс, а производительность по тесту Linpack — 901,9 Тфлопс.

Второе место — за системой группы компаний РСК: установленный в Межведомственном суперкомпьютерном центре РАН кластер МВС-10П имеет пиковую производительность 523,83 Тфлопс и производительность в тесте Linpack 375,70 Тфлопс.

На третьем месте еще одна система РСК — в Южно-Уральском госуниверситете. После модернизации в конце прошлого года — 474 и 288 Тфлопс соответственно.

Заслуживает внимания и модернизированный кластер “Лобачевский — альфа + бета” (производителями заявлены “Ниагара Компьютерс” и Supermicro) в Нижегородском государственном университете им. Н. И. Лобачевского: 521 и 283 Тфлопс соответственно. Именно третья очередь этой системы (“Лобачевский-гамма”) стала единственной новинкой списка, занявшей, правда, всего лишь 39-е место с результатами 27 и 19 Тфлопс.

Суммарная пиковая производительность систем списка выросла с 5877,8 до 6543,4 Тфлопс. Суммарная по Linpack — с 3393,9 до 3775,2 Тфлопс.

Кураторы рейтинга отмечают, что для попадания в его текущую редакцию потребовалась производительность в тесте Linpack 13,96 Тфлопс против 13,53 полгода назад.

Наибольшее число кластеров создано Hewlett-Packard и IBM — по 17 шт. За ними следуют “Т-Платформы” (7 систем), далее — РСК (5 систем).

На процессорах Intel построено 46 суперкомпьютеров списка, на AMD — три, на IBM — один. Количество гибридных систем с графическими ускорителями осталось на уровне 16 шт., с сопроцессорами Intel Xeon Phi — выросло до трёх.

Коммуникационная сеть Gigabit Ethernet — у шестнадцати кластеров, InfiniBand — у тридцати двух.

Приведем ещё весьма важные для последующих рассуждений экспертов статистические данные о характере использования систем. Число вычислителей в науке и образовании увеличилось с 21 до 22; ориентированных на конкретные прикладные исследования — уменьшилось с девяти до восьми; в промышленности — осталось равным пяти, в финансовой области — трём.

Экспертные оценки

Директор по маркетингу компании “Т-Платформы” Алексей Нечуятов считает, что в настоящее время общий прогноз относительно развития отечественной отрасли дать сложно, и преимущественно описывает текущее состояние рынка. Кстати, здесь обязательно нужно отметить, что в последних редакциях Top 50 “Т-Платформы” не могли участвовать с новыми инсталляциями и модернизациями в принципе. Год назад компания попала в список организаций и лиц, действующих вопреки национальной безопасности и внешнеполитическим интересам США. Этот список как средство ограничения отношений страны с сомнительными партнерами составляет бюро промышленности и безопасности, подведомственное министерству торговли США. Попадание в него, например, автоматически делает невозможными какие-либо взаимоотношения с Intel — со всеми вытекающими из этого очевидными последствиями. В начале нынешнего года “Т-Платформам” удалось добиться снятия санкций, что по сути означает возвращение в профессию и обретение статуса полноценного игрока рынка. Сейчас в компании уверяют, что на 2014-й она обеспечена заказами как за счет крупных проектов, так и благодаря активной работе с существующими и новыми клиентами — новые инсталляции должны войти в ближайшие редакции Top 50.

В понимании г-на Нечуятова, если отталкиваться от цикла обновлений вычислительных систем (3—4 года), то среднюю емкость нашего локального рынка можно оценить в 50—60 млн. долл. в год, что примерно в 8—10 раз меньше рынка европейского. Оба они финансируются прежде всего за счет государственных вложений, в отличие от США, где закупки суперкомпьютеров корпорациями и частными предприятиями являются массовым явлением и формируют половину общего спроса.

Как отмечает г-н Нечуятов, сейчас в России можно констатировать снижение спроса на суперкомпьютеры со стороны университетов. Безусловно, они продолжают закупать новые и расширять уже установленные вычислительные системы, но спрос этот все чаще формируется в результате их собственной инициативы и потребностей. Программы софинансирования по-прежнему существуют, но теперь они в большей степени направлены на создание готового конкурентного продукта, а не просто на закупку сопутствующего выполнению задач оборудования.

С другой стороны, говорит г-н Нечуятов, заметно увеличение интереса к высокопроизводительным вычислениям со стороны промышленных предприятий. Основной спрос здесь создают отрасли авиапромышленности, энергетики, судо- и машиностроения. Передовые промышленные предприятия, как правило, закупают небольшие суперкомпьютерные инсталляции, но это не массовый процесс — сказывается отсутствие современной нормативной базы для перехода на суперкомпьютерное моделирование, а также нехватка опыта и кадров. Дальше, по мнению г-на Нечуятова, надо работать над тем, чтобы через цифровое и суперкомпьютерное моделирование промышленность переходила на современные методы создания продукции и его производства, все чаще именуемые “цифровым производством”.

Алексей Нечуятов указывает на то, что не стоит сбрасывать со счетов и другие сегменты рынка. Исторически вычислители весьма активно приобретают различные НИИ. Все пристальнее присматриваются к HPC-продукции частные фармакологические компании. Достаточно активны в России заказчики из нефтегазовой отрасли, хотя они, как правило, закупают аппаратные средства у мультинациональных производителей серверов, поскольку штаб-квартиры софтверных компаний сертифицируют серверы на совместимость с ПО за рубежом.

При всем том, по мнению г-на Нечуятова, существующей емкости локального рынка недостаточно для финансирования разработок за счет лишь собственной прибыли HPC-компаний. Поэтому “Т-Платформы” для создания перспективных продуктов и технологического задела стараются активно использовать софинансирование, например, с Минобрнауки РФ. Компания в принципе всегда старалась развивать тематику высокопроизводительных вычислений со всеми локальными участниками рынка (университетами, НИИ, предприятиями, министерствами), но дело популяризации и образования требует времени. В “Т-Платформах” выражают надежду на то, что государство станет принимать в развитии отрасли все более активное участие. В компании уверены, что для дальнейшего роста рынка целесообразно открывать коллективные вычислительные центры, чтобы обслуживать потребности науки и промышленности, предлагая всё необходимое даже тем организациям, которые не имеют собственной практики и экспертизы.

На определяющую роль государства для отечественного (и не только) рынка HPC указывает и руководитель Института программных систем им. А. К. Айламазяна РАН Сергей Абрамов. По его наблюдениям, в последние три-четыре года у руководства страны до HPC руки толком не доходили. (Наверное, были другие, более важные заботы.) Во многом данная точка зрения основана на том факте, что уже более трех лет в замороженном по сути состоянии находится суперкомпьютерная программа России и Белоруссии СКИФ, а именно из нее в понимании эксперта так или иначе вышли со своими разработками два главных игрока отечественного рынка — “Т-Платформы” и РСК. К тому же, как отмечает г-н Абрамов, все авансы государства двухгодичной давности по поддержке проекта создания в России вычислительной системы экзафлопсного уровня так пока и остаются пустым звуком.

В первостепенной значимости государства для отечественной отрасли нисколько не сомневается и представитель одной из крупнейших международных технологических компаний, предпочитающий давать комментарии без указания своего имени. По его мнению, ни о каком системном кризисе отрасли речи сейчас не идет, просто ряд проектов, чье финансирование было намечено на 2013 г., оказались приостановлены из-за перераспределения средств в пользу приоритетного государственного проекта — проведения зимней Олимпиады. Сейчас, по уверению эксперта, всё снова вернется в привычное русло. Ему известно как минимум три больших временно замороженных HPC-проекта, которые вскоре должны возобновить свою работу. Более того, по его уверению, некоторое количество инсталляций было осуществлено уже в этом календарном году, но данные о них не успели попасть в последний Top 50. (В этом вопросе оценки эксперта расходятся с оценками г-на Абрамова, который уверяет, что ему о каких-либо новых проектах, находящихся на низком старте, ничего не известно.)

С учетом “олимпийской” паузы эксперт считает справедливыми собственные наблюдения полуторагодовалой давности о том, что в отечественный клуб пользователей HPC все больше подтягиваются промышленные структуры. Строящиеся в них системы не претендуют на первые строчки Top 50 (мощнейшие промышленные кластеры традиционно в шесть-семь раз слабее мощнейших научных вычислителей), однако тенденция для эксперта очевидна.

Вполне оптимистично в отношении российского рынка настроен и заместитель технического директора по развитию компании “Открытые технологии” Павел Анащенко. На его взгляд, ничего экстраординарного новая редакция Top 50 не продемонстрировала. Ведущие вычислительные центры уже построили свои высокопроизводительные кластеры и продолжают их модернизировать. В системах, ориентированных на решение задач путем самостоятельной разработки алгоритмов и программного обеспечения, проявляются новые продукты и технологии, не поддерживаемые пока в полной мере производителями коммерческого ПО. (Как правило, такие модернизации чаще видны в академической сфере.) Если говорить об HPC в промышленности, то, по мнению г-на Анащенко, нужно отметить, что ориентация в основном на коммерческое ПО приводит к более консервативным подходам при построении и модернизации вычислительных систем.

Он допускает, что впечатление, будто бы отрасль находится в некотором замороженном состоянии, складывается на фоне былых пиков роста, связанных со своеобразными технологическими революциями, позволившими взглянуть на доступность высокопроизводительных систем под другим углом. Самая значимая из них происходила в период с 2009 по 2012 гг. и была связана с появлением ускорителей, сделавших терафлопс существенно дешевле и доступнее. Именно в это время Top 50 расцвел большим количеством новых инсталляций. Сейчас же, как считает г-н Анащенко, идет планомерное взвешенное развитие систем, обусловленное не только с увеличением их Linpack-производительности, но и расширением области применения. Очень четко прослеживается тенденция к построению рядом с HPC-системами инфраструктур виртуальных рабочих мест, ориентированных на работу с тяжелой 3D-графикой. И эта тенденция также вызвана технологическими возможностями, которые открылись совсем недавно, буквально в середине прошлого года.

Павел Анащенко склонен предполагать, что следующего всплеска инсталляций и модернизации существующих кластеров следует ждать с массовым приходом на рынок новых продуктов и технологий. Вполне возможно, что это не будет связано с вычислительными ресурсами напрямую. Движение в сторону компонентов хранения данных на flash, например, позволяет увеличить утилизацию вычислительных ресурсов за счет существенного сокращения цикла обмена данными. Он уверен, что снижение стоимости и технологическое развитие этой области вполне способны явить миру HPC новую микрореволюцию. А вот увидим ли мы ее, будет ли для новых систем все еще актуален тест Linpack или на его смену придут другие (например, активно развивающийся и прорывающийся в Top 500 тест высокопроизводительных сопряженных градиентов HPCG) — это вопросы, получить ответ на которые, по мнению эксперта, нам еще только предстоит.

Версия для печати