|
О программе
Основные цели и задачи Программы
Актуальность разработки Программы
Участники Программы
Основные цели и задачи Программы
Научно-техническая программа Союзного государства "Разработка и использование программно-аппаратных средств Грид-технологий перспективных высокопроизводительных (суперкомпьютерных) вычислительных систем семейства "СКИФ" (шифр "СКИФ-ГРИД") направлена на решение задачи развития и поддержки оригинальных отечественных технологий высокопроизводительных вычислений, в том числе, оригинальных средств для создания сервис-ориентированных ГРИД-систем. Программа рассчитана на 2007 - 2010 годы.
Главной целью программы "СКИФ-ГРИД" является освоение и адаптация передовых наукоемких технологий на перспективных суперкомпьютерных платформах, оптимизация суперкомпьютерных конфигураций семейства "СКИФ", ориентированных на построение на их основе Грид-компьютерных сетей, т. е. создание новой технологической базы для обеспечения динамики роста экономического и оборонного потенциала России и Беларуси.
Программа включает четыре направления работ:
- ГРИД-технологии: развитие, исследование и внедрение средств высокопроизводительных вычислений на основе GRID-технологий; развитие, исследование и внедрение средств поддержки гетерогенных, территориально-распределенных вычислительных комплексов.
- Суперкомпьютеры семейства "СКИФ" (Ряд 3 и 4): создание суперкомпьютеров "СКИФ" нового поколения на базе новых перспективных процессоров и вычислительных узлов, новых технических средств системной сети, управления системой, спецвычислителей и гибридных узлов, разработка соответствующего программного обеспечения.
- Защита информации: реализация (аппаратных и программных) средств защиты информации в создаваемых вычислительных комплексах.
- Пилотные системы: реализация прикладных систем в перспективных областях применения создаваемых вычислительных установок, решение актуальных задач на суперкомпьютерах и GRID-системах, усилия по подготовке и переподготовке кадров в области суперкомпьютерных и GRID-технологий.
Актуальность разработки Программы
В настоящее время суперкомпьютеры применяются во многих отраслях промышленности: в машиностроении (в том числе оборонном), в химической, фармацевтической, аэрокосмической промышленности, при добыче полезных ископаемых, в сельском хозяйстве, логистике, транспорте, телекоммуникациях и многих других областях. Не менее важны высокопроизводительные вычислительные системы и при решении многих практически важных научных задач, таких как прогнозирование погоды, создание новых материалов, поиск новых лекарственных средств, оптимизация управления сложными системами. Помимо непосредственного эффекта от использования высокопроизводительных вычислительных систем, в процессе их создания зачастую разрабатываются новые технологии и методики, которые затем находят самое широкое применение в других отраслях науки и техники. Последние несколько лет наиболее перспективным направлением организации высокопроизводительных вычислений стали Грид-технологии.
Основные идеи Грид-технологий заимствованы из практики работы национальных электрических сетей (power grid), которые включают в себя территориально-распределенных потребителей электроэнергии, линии передачи и генерирующие мощности различных электростанций. Потребитель электроэнергии обслуживается этой гигантской системой, и ему не важно знать, какая электростанция в настоящее время питает его оборудование, какого типа эта электростанция (тепловая, атомная, гидростанция или другая), какие линии передачи электроэнергии задействованы для этого. Электрическая сеть поддерживает разные аспекты такого обслуживания: эффективное использование в национальном масштабе имеющихся генерирующих мощностей, переброс избытка мощности из одного региона в другой, использование резервных линий для нейтрализации последствий аварий на линиях передачи электроэнергии или на электростанциях и т. п.
Сегодня цели и планы разработки Грид-технологий и Грид-систем не менее важны и грандиозны, чем цели и планы национальных электрических систем, создаваемых в первой половине двадцатого века. Необходимо объединить в единую систему различные по технической реализации и типам компьютерные ресурсы (вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и передачи информации) и донести совокупный ресурс до потребителя. Потребитель должен получать услуги от системы в целом, ему не важно знать, где и какая установка хранит или обрабатывает его информацию, какого типа данная установка, какие линии передачи информации при этом задействованы и т. п. Так же, как и в электрических сетях, высокопроизводительная вычислительная Грид-система должна обеспечивать эффективное использование всей совокупности ресурсов (вычислительных и ресурсов хранения информации), нейтрализацию последствий аварий на линиях передачи, в устройствах хранения или обработки информации. Тем самым, создание подобных систем должно кардинально улучшить эффективность использования совокупных компьютерных ресурсов государств-участников Союзного государства.
Таким образом, Грид - это технология создания эффективных территориально-распределенных гетерогенных (объединяющих компьютеры с различными аппаратными и программными системами) сетей. Основная задача Грид - реализация гибкого, защищенного, скоординированного вычислительного пространства для совместного использования ресурсов между динамически меняющимися сообществами пользователей. Данная технология призвана осуществлять хранение информации и высокопроизводительные параллельные вычисления на сети глобально распределенных вычислительных средств и других ресурсов: суперкомпьютеров, отдельных серверов, мэйнфреймов, систем хранения и поддержки сетевых ресурсов, баз данных (с разной реализацией этих баз).
На основе Грид-технологий можно создавать супермощные информационно-вычислительные среды, обладающие также уникально низким соотношением "эксплуатационные расходы/производительность" за счет повышения коэффициента использования всей совокупности ресурсов, включенных в Грид-сеть. Например, средняя загрузка 6000 процессоров собственной Грид-сети компании Sun Microsystems, находящейся в эксплуатации, составляет 98%, в то время как ПК-серверы используются в среднем на 5-20%.
Стратегическая важность развития научных исследований в области высокопроизводительных вычислений и Грид-технологий и необходимость активного внедрения полученных результатов в различные отрасли экономики признаны ведущими мировыми державами. Тем самым признано, что суперкомпьютерная составляющая фундаментальных, прикладных исследований и инженерных разработок является третьим "столпом", поддерживающим научный базис страны, наряду с теорией и экспериментом.
"Основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу", утвержденные Президентом Российской Федерации 30 марта 2002 года, ставят "Информационно-телекоммуникационные технологии и электронику" на первое место в списке приоритетных направлений развития науки, технологий и техники. В списке информационных технологий на первом месте стоят "Многопроцессорные ЭВМ с параллельной архитектурой", то есть технологии создания современных суперкомпьютеров, а технологии "распределенных вычислений и систем" вошли в перечень критических технологий Российской Федерации, утвержденный Президентом Российской Федерации 21 мая 2006 года.
Актуальность программы "СКИФ-ГРИД" определяется необходимостью своевременного освоения новых технологий высокопроизводительных вычислений, их адаптации к технологическому и организационному укладу государств-участников, решения вопросов информационной безопасности средств, создаваемых для специальных приложений. Актуальность реализации Программы определяется также потребностью в достижении мирового уровня разработок в области высокопроизводительных вычислений, необходимостью развития разработок и производства союзной высокопроизводительной вычислительной техники с целью недопущения отставания в этой критической области.
Участники Программы
Государственный заказчик-координатор Программы - Национальная академия наук Беларуси (НАН Беларуси).
Государственные заказчики:
- от Республики Беларусь - Национальная академия наук Беларуси
- от Российской Федерации - Федеральное агентство по науке и инновациям
Разработчики Программы:
- от Российской Федерации: Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное агентство по науке и инновациям, Институт программных систем Российской академии наук (ИПС РАН)
- от Республики Беларусь: Национальная академия наук Беларуси, Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси (ОИПИ НАН Беларуси)
Головные исполнители Программы:
- от Российской Федерации - Институт программных систем Российской академии наук (ИПС РАН);
- от Республики Беларусь - Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси (ОИПИ НАН Беларуси).
Назначение исполнителей (организаций) для выполнения отдельных заданий программных мероприятий по поручению государственных заказчиков Программы осуществляется на конкурсной основе.
|