Москва, 10 декабря 2020 г. — Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук (МСЦ РАН) подвел итоги 20-ти летней работы, представив не только этапы и динамику развития самого центра, но и достигнутые результаты и дальнейшие перспективы развития расчетных исследований и моделирования как в области фундаментальных наук, так и для решения сложных прикладных задач промышленности и экономики России.
Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук является одним из самых мощных российских суперкомпьютерных центров коллективного пользования в сфере науки и образования. Ресурсами Центра пользуются более 150 научно-исследовательских групп, решающих задачи фундаментальной и прикладной направленности.
Об исторических вехах, направлениях и планах стратегического развития МСЦ РАН рассказал его директор Борис Михайлович Шабанов, руководящий центром с 2015 года.
«МСЦ РАН занимается развитием суперкомпьютерных технологий и вычислительных ресурсов для нужд российской науки и высшего образования с 1996 года. Почти 20 лет назад, в начале 2001 года в нашем центре в эксплуатацию была введена кластерная система МВС-1000М, которая стала первым российским суперкомпьютером, преодолевшим терафлопсный рубеж производительности (триллион операций с плавающей запятой в секунду) и вошедшим в первую сотню мирового рейтинга Top500 (64-е место, июнь 2002 г.). Сейчас вычислительные ресурсы МСЦ РАН достигли уровня производительности порядка 2 ПФЛОПС (петафлопс – квадриллион операций с плавающей запятой в секунду, или 1000 терафлопс) – то есть выросли более чем в 2000 раз, позволяя научным коллективам и организациям РАН решать самые сложные задачи математического моделирования и работать с большими данными», – отметил в своем выступлении Б.М. Шабанов.
С помощью вычислительных ресурсов МСЦ РАН пользователи осуществляют выполнение научно-исследовательских проектов для решения фундаментальных и прикладных задач в самых различных областях, таких как: здравоохранение, аэрогидродинамика, молекулярная динамика, квантовая химия, исследование свойств материалов, моделирование природно-климатических процессов и многие другие.
О достигнутых результатах и планах работы международного некоммерческого проекта The Good Hope Net («Сеть Доброй Надежды»), нацеленного на разработку лекарств и улучшение средств диагностики для борьбы с коронавирусной инфекцией COVID-19, рассказала Анна Кичкайло, заведующая Лабораторией цифровых управляемых лекарств и тераностики Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН), руководитель Лаборатории биомолекулярных и медицинских технологий Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого (КрасГМУ).
Проект The Good Hope Net объединяет 19 научно-исследовательских организаций из 7 стран: России, Финляндии, Италии, Китая, Японии, США и Канады. Он стартовал в марте 2020 года и сразу получил приоритетный доступ к вычислительным ресурсам МСЦ РАН. За это время с помощью методов компьютерного моделирования и благодаря использованию суперкомпьютерных мощностей МСЦ РАН была наработана база аптамеров (кандидатов на лекарства) – смоделированы терапевтические препараты (олигонуклеотиды) для противодействия COVID-19, а также в лабораторных условиях получены экспериментальные доказательства связывания теоретически сконструированных аптамеров с рецептор-связывающим доменом спайк-белка коронавируса.
Следующим шагом в работе проекта станет конструирование терапевтических средств на основе полученных олигонуклеотидов, анализ их физико-химических и противовирусных свойств, детальное изучение механизмов действия. Этот комплекс исследований включает в себя как экспериментальные работы на белках, клеточных культурах и животных, так и теоретическое суперкомпьютерное моделирование с использованием еще более сложных, чем на первом этапе, современных вычислительных методов.
Михаил Толстых, д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики им. Г.И. Марчука РАН, заведующий Лабораторией перспективных численных методов в моделях атмосферы Гидрометцентра России, профессор Кафедры вычислительных технологий и моделирования, Факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ имени Ломоносова, представил доклад «Прогнозирование погоды и моделирование изменений климата на базе отечественных моделей атмосферы». Эти исследования ведутся в Гидрометцентре России и с использованием вычислительных ресурсов МСЦ РАН.
Владимир Титарев, д.ф -м.н., ведущий научный сотрудник отдела механики Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» РАН расскал о решении некоторых задач современной высотной аэродинамики и микроэлектроники, а именно о моделировании сложных течений разреженного газа в рамках кинетического подхода.
Игорь Черных, руководитель ЦКП «Сибирский Суперкомпьютерный Центр», зав. Лабораторией суперкомпьютерного моделирования ИВМиМГ СО РАН представил доклад «Решение задач физики плазмы с помощью высокопроизводительных вычислений».
Суперкомпьютер МВС-10П ОП2 в МСЦ РАН
Суммарная пиковая производительность вычислительных систем МСЦ РАН, разработанных и установленных с 2012 года специалистами РСК на базе своих высокоплотных и энергоэффективных решений «РСК Торнадо» и RSC PetaStream со 100% жидкостным охлаждением на «горячей воде», составляет уже 1,8 ПФЛОПС.
Очередная плановая модернизация суперкомпьютера МВС-10П ОП2 в МСЦ РАН была проведена специалистами РСК в течение 2020 года. В результате пиковая производительность этой вычислительной системы выросла более чем в два раза, достигнув 893 ТФЛОПС.
Такого значительного прироста мощности удалось достичь благодаря установке нового вычислительного сегмента, состоящего из 101-го вычислительного узла на базе высокопроизводительных серверных процессоров Intel® Xeon® Scalable 2-го поколения (модели Intel® Xeon® Gold 6248R), а также серверных плат Intel® Server Board S2600BPB и твердотельных дисков Intel® SSD. Для высокоскоростной передачи данных между вычислительными узлами используется технология коммутации Intel® Omni-Path. Технологической основой суперкомпьютера МВС-10П ОП2 является универсальное высокоплотное и энергоэффективное решение «РСК Торнадо» со 100% жидкостным охлаждением на «горячей воде».
Эта вычислительная система МСЦ РАН занимает 6-ю строку в рейтинге Top50 самых мощных суперкомпьютеров в России и СНГ, а также 18-е место в мировом списке IO500 самых высокопроизводительных систем хранения данных HPC-класса. Столь хороших результатов удалось достичь благодаря применению уникальной технологии создания масштабируемых распределённых и компонуемых «по требованию» систем хранения данных RSC Storage on-Demand на основе твердотельных дисков Intel® SSD и Intel® Optane SSD с интерфейсами NVMe. Кроме того, в суперкомпьютере МСЦ РАН установлены новые узлы для хранения данных на базе высокоскоростных твердотельных дисков Intel SSD в форм-факторе E1.S (так называемые «рулеры»).
МСЦ РАН в рейтинге Top50
Четыре кластерные системы МСЦ РАН, созданные РСК, входят в текущую редакцию списка Top50 самых мощных суперкомпьютеров в России и СНГ, занимая в нем 6-ю, 10-ю, 22-ю и 36-ю позиции. Вычислительные комплексы МСЦ с 2004 года по настоящее время 107 раз входили в список Top50, причем 46 раз в первую десятку, лидировав в рейтинге в 2005-2006 и 2008-2009 годах.
МСЦ РАН в рейтинге IO500
Суперкомпьютер МВС-10П ОП2 в МСЦ РАН в ноябре 2020 года впервые попал в мировой рейтинг IO500 самых высокопроизводительных систем хранения данных и занял 18-е место – самое высокое среди трех российских систем в этом списке.
МСЦ РАН в рейтинге Top500
Cуперкомпьютеры МСЦ РАН c 2002 по 2016 год 37 раз входили в мировой список Top500 самых высокопроизводительных вычислительных систем, при этом 18 раз в первую сотню.
МСЦ РАН в рейтинге Green500
Вычислительные системы МСЦ РАН с 2007 по 2016 год 23 раза входили в мировой список Green500 самых энергоэффективных суперкомпьютеров, причем 11 раз в первую сотню.
