Исследование архитектур суперкомпьютеров
Назад
Исследование архитектур суперкомпьютеров

Считали, считаем и будем считать. Об отечественных и мировых разработках в области суперкомпьютерных технологий узнали участники II Всероссийской школы-семинара «Центр исследования архитектур суперкомпьютеров».

Сейчас перед суперкомпьютерами стоит большое количество задач, как в интересах науки, так и в интересах промышленности. Современные задачи цифровой обработки сигналов требуют производительности до 1016 операций в секунду, задачи вычислительной космологии — до 1020, а задачи криптологии — до 1025. В промышленности для расчета работы отдельных узлов газотурбинного двигателя (ГТД) требуется производительность от 1016 до 1017 операций с плавающей запятой в секунду, а для нестандартных режимов объем расчетов увеличивается примерно в 10 раз. Для осуществления таких расчетов и нужны сверхвысокопроизводительные суперкомпьютеры отечественного производства.

«В настоящее время большинство российских суперкомпьютеров создано, как правило, на основе «отверточной» сборки из коммерчески доступных зарубежных компьютерных узлов и блоков. Но такой подход неизбежно ведет к нашему нарастающему отставанию. Поэтому крайне важным является развитие оригинальных отечественных суперкомпьютерных технологий, не повторяющих зарубежные решения, а опережающих их. Именно такие технология разрабатываются в рамках научной программы НЦФМ – это фотонные суперкомпьютеры, нейроморфные суперкомпьютеры, суперкомпьютеры с реконфигурируемой архитектурой и т.д.», — рассказал сопредседатель программного комитета школы, академик РАН Игорь Каляев.

Развитие высокопроизводительных вычислительных систем — традиционно актуальная задача. Тем более с учетом задач искусственного интеллекта, нейросетей, требующих обработки больших объемов данных и значительных вычислительных мощностей эксафлопсного и трансэксафлопсного уровня.

«Сегодня разработчики суперкомпьютеров близки к моменту, когда дальнейший рост производительности традиционных компьютеров станет невозможным. С учетом этого, одним из наиболее перспективных направлений в области развития высокопроизводительных вычислительных систем является направление фотоники», — подчеркнул заместитель директора Российского федерального ядерного центра «ВНИИЭФ» по приоритетному технологическому направлению, член-корреспондент РАН Рашит Шагалиев.

На школе ученые лучших российских вузов для молодых специалистов прочитали лекции о состоянии суперкомпьютерной отрасли в мире и в России, архитектуре современных суперкомпьютеров и суперкомпьютерном кодизайне, методах и технологиях обработки данных в гетерогенных вычислительных средах, современной вычислительной инфраструктуре, принципах построения суперкомпьютеров с реконфигурируемой архитектурой и т.д. Также свои доклады представили и участники школы. Одним из лучших был признан доклад Владимира Семенова «Решение задач обучения применения нейронный сетей с использованием нескольких вычислителей».

«Совместно с коллегами мы решаем задачу обучения нейронной сети для распределенных оптических вычислительных систем: телескопов, расположенных в разных географических точках. На практике, когда в телескопе мы видим неизвестный низкоорбитальный спутник, мы собираем о нем данные и отправляем на сервер, где должны успеть обучить нейронную сеть распознавать этот спутник, к тому времени, как он появится в видимости другого телескопа», — рассказал участник школы Владимир Семенов.

Школа проходила с 26 по 29 августа 2024 года при поддержки поддержке Росатома и РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Фотографии с мероприятия можно найти по ссылке.

Лекции по теме

Лекция «Проектирование архитектуры и математических алгоритмов российской микросхемы высокоскоростного контроллера_день первый

Лекция «Опыт и перспективы решения задач цифрового материаловедения с учетом потребностей на вычислительные ресурсы»_день первый

Лекция «Электронно-фотонные вычислительные системы для обработки больших объемов данных»_Дмитрий Линник_день первый

Лекция «Методы и технологии обработки данных в гетерогенных вычислительных средах»_день первый

Лекция «Июнь-2024. Состояние суперкомпьютерной отрасли в мире и в России»_день первый

Лекция "Национальный центр физики и математики", день первый

Лекция «Исследования оптических нейросетей на фотонных интегральных схемах»_день второй

Лекция «Оптические схемы оптических нейронных сетей»_день второй

Лекция «Фотонное вычислительное устройство для формирования диаграммы направленности фазированной антенной решётки»_день второй

Справка

Национальный центр физики и математики (НЦФМ) создан для получения научных результатов мирового уровня, подготовки исследователей высшей квалификации и разработки наукоемких технологий. Учредители — «Росатом», Российская академия наук, Минобрнауки России, МГУ им. М. В. Ломоносова, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Курчатовский институт и Объединенный институт ядерных исследований. Центр находится в городе Сарове Нижегородской области.

Научная программа НЦФМ состоит из десяти перспективных направлений в передовых областях физики, математики и вычислительных технологий: от искусственного интеллекта и суперкомпьютерного моделирования до лазерной физики и космологии. Научная кооперация (более пятидесяти институтов, университетов и высокотехнологичных компаний России) реализует программу НЦФМ на экспериментальной и расчетной базе своих организаций, в том числе на оборудовании российских федеральных ядерных центров «ВНИИЭФ» и «ВНИИТФ». В центре создается и собственная научная инфраструктура: передовые лаборатории, установки классов миди- и мегасайенс.

Образовательное ядро центра — МГУ Саров. Здесь обучают по программам магистратуры и аспирантуры. Преподаватели — академики и члены-корреспонденты РАН, профессора МГУ, члены научно-технического совета НЦФМ и исследователи РФЯЦ-ВНИИЭФ. Студенты проходят практику на уникальных лабораторных установках под руководством ведущих ученых страны.