В Переславле-Залесском обсудили проблемы суперкомпьютерной отрасли

Отечественная суперкомпьютерная отрасль находится в упадке - этот факт констатировали участники прошедшего в Переславле-Залесском IX Национального суперкомпьютерного форума. О том, почему сделан такой вывод и что требуется для исправления ситуации, корреспондент "РГ" побеседовала с председателем оргкомитета форума, врио директора Института программных систем имени А. К. Айламазяна РАН, доктором физико-математических наук, членом-корреспондентом РАН Сергеем Абрамовым.

Сергей Михайлович, в этом году форум проходил в онлайн-формате, от некоторых традиционных пунктов программы пришлось отказаться, но уровнем представительства, дискуссии вы довольны?

Сергей Абрамов: Вполне. К сожалению, в этом году у нас по понятным причинам не было выставки. Мастер-классы, консультации и тренинги тоже проходили в ограниченном формате, но научно-практическая конференция состоялась, дискуссии, круглые столы - все это было. Ровно половина участников имеют степени докторов и кандидатов наук, были представители академической науки, образования, бизнеса, органов исполнительной власти. География тоже расширилась. Например, с нами теперь взаимодействует Германия. Традиционно в форуме участвуют представители США, ближнего зарубежья.

В 2014 году, когда мы с вами встречались последний раз, вы говорили, что к 2018-2020 году в мире, по прогнозам, должен появиться суперкомпьютер (СК) эксафлопсного диапазона (один терафлопс равен триллиону операций с плавающей точкой в секунду, петафлопс - один квадриллион операций в секунду, или тысяча терафлопсов, эксафлопс - один квинтиллион операций, или тысяча петафлопсов. - Прим. "РГ"). Он не появился. Почему?

Сергей Абрамов: С 1997 года по 2010-й мощность СК во всем мире росла в тысячу раз примерно за 10-12 лет. Но потом возникли технические сложности, актуальных на тот момент технологий стало недостаточно, требовались новые, и эта скорость стала снижаться. Сегодня мы видим, что на такой же рост мощности требуется уже около двадцати лет. Из-за этого сползли все прогнозы по освоению эксафлопса. Сегодняшний прогноз - середина 2022-го - 2024 год. Самая мощная машина в мире - японская - сейчас очень близка к половине эксафлопса, ей надо подрасти еще в два раза. Но Япония в последнее время сделала фантастический рывок. Обычно между первой и второй машинами рейтинга разница процентов 20-30, ну 50, а тут сразу 2,97 раза. То есть они просто разгромили США, которые всегда были первыми.

В суперкомпьютерный топ-500 в 2020 году вошли всего две ЭВМ, работающие в России. Причем довольно скромной мощности - терафлопсные. Как мы выглядим на общем фоне, в сравнении с лидерами отрасли? Во сколько раз машина под номером один мощнее самой лучшей нашей?

Сергей Абрамов: Неважно выглядим. Наша лучшая машина слабее лидера в тысячу раз. В конце прошлого года в топ-500 были три наши машины: отечественная "Ломоносов-2" из МГУ и две импортные, работающие в одном из банков и в Росгидромете. Одна импортная в этом году рейтинг самых мощных в мире ЭВМ покинула. Это не значит, что она перестала работать, ни в коем случае. Просто более мощные машины ее, что называется, подвинули. И это очень тревожная тенденция. Потому что ничего нового у нас уже несколько лет нет. На сегодня накопленное Россией отставание по доступной суперкомпьютерной мощности от США составляет 12,5 года, Японии и Евросоюза - 10 лет, Китая - 9,5 года. Хотя совсем недавно, в 2008 году, у нас с Китаем был паритет, мы имели одинаковые мощности, но они двигались вперед, а мы нарастили отставание. Если взять суммарную вычислительную мощность всего земного шара, то в 2010 году Россия держала в своих руках 2,5 процента этого пирога. В начале 2020 года наша доля составляла уже 0,6 процента, сейчас - 0,38. Почти все, что мы имели, мы потеряли.

Но откуда этот бег на месте? Россия никогда не была в лидерах этого направления, самый мощный наш СК занимал в свое время 13-ю строчку рейтинга, но это все равно достойная позиция.

Сергей Абрамов: Думаю, нет понимания масштаба проблемы. Когда суперкомпьютерами называется все, что мощнее двух терафлопсов, это неверный путь. Ведь даже если взять топ-500, машины, находящиеся во второй половине рейтинга, - это карлики по отношению к лидерам. То есть они где-то уже возле плинтуса. Ну а все, что в рейтинг не входит, - это мощные серверы, вычислительные кластеры. Что угодно, но не СК. Что важно: большинство самых топовых машин в мире создано на государственные деньги, они стоят на государственном обеспечении. Возможностями этих машин пользуются известные компании. У нас ничего этого нет.

Современные материалы можно получить только цифровым конструированием, потому что работа идет на наноуровне

У нас сегодня нет суперкомпьютерной киберинфраструктуры, хотя еще в 2010 году она была. Наши машины были увязаны в единую систему, и индекс цифровизации был лучше, чем у Европы. Сегодня инфраструктуры нет, ее надо создавать заново. Огромным ударом по отрасли оказалось возбуждение уголовного дела против директора компании "Т-Платформы", лауреата премии правительства РФ Всеволода Опанасенко. В марте будет два года, как он находится под следствием и арестом, и все это время компанию и ее "дочку" "Байкал Электроникс" лихорадит. При этом "Т-Платформы" создали шесть суперЭВМ, входивших в топ-500. "Байкал Электроникс" разрабатывал отечественный процессор. Они еще год назад должны были выпустить российские процессоры серверного уровня, пригодные для построения суперЭВМ. Теперь их выпуск отодвинут. А в этой отрасли останавливаться нельзя, даже медленно двигаться нельзя, она развивается стремительно. Остановился - отстал на годы.

Как объяснить человеку, далекому от информационных технологий, зачем нужны суперкомпьютеры? Люди прекрасно знают, что такое компьютер, но для чего суперкомпьютеры, "шкафы" которых занимают подчас площади размером с футбольное поле?

Сергей Абрамов: Суперкомпьютеры - это инструмент победы в конкурентной борьбе. Кстати, это первыми в 2004 году поняли американцы. Потому что в мире сейчас все высчитывается именно на суперЭВМ. На самом деле переход к постиндустриальному развитию и цифровым технологиям обусловлен только одним - пониманием, что для создания новой продукции, превосходящей продукцию конкурентов, для получения конкурентного преимущества ты должен считать. Современные материалы можно получить только цифровым конструированием, потому что работа идет на наноуровне. Все наноматериалы только считаются, их создают вычислениями. А если у нас нет достаточных суперкомпьютерных мощностей - значит, мы меньше считаем на единицу продукции, значит, мы не цифровые и, как следствие, у нас продукция хуже.

Но именно в этом заинтересована экономика - в создании конкурентоспособного продукта...

Сергей Абрамов: Почему инструмент не используется? Потому что у нас нет того, для чего он создан. У нас нет конкуренции. Если можно ввести налоги на ввозимые машины, придумать еще массу штуковин, установить барьеры, чтобы реально не конкурировать, например, с японским автопромом, то суперкомпьютер не нужен. Если на своей территории можно победить конкурента другими приемами, то такие машины действительно не нужны.

И все-таки, Сергей Михайлович объясните, пожалуйста, мне, гуманитарию, какая разница, на какой машине считать - петафлопсной или эксафлопсной? Это же все равно очень быстро. И почему, например, две мощные терафлопсные машины не могут заменить одну петафлопсную низшего диапазона? Может, нет смысла гнаться за суперскоростями?

Сергей Абрамов: Просто принципиально нельзя посчитать на меньшей по мощности машине то, что можно посчитать на большой. Именно в этом и состоит возможность при помощи суперкомпьютера создать то, что неспособны сделать конкуренты. Именно это делает топовые суперкомпьютеры оружием победы в конкурентной борьбе. Только топовые. И точка.

Может, у нас просто кишка тонка? Поэтому отрасль оказалась в застое... Нет достаточных кадровых ресурсов, интеллектуальных мощностей?

Сергей Абрамов: Единственное, чего российской СК-отрасли не хватает, - более пристального внимания государства. Все остальное у нее есть. Например, технология водяного охлаждения, которая сегодня используется в топовых моделях, была у нас уже в 2009 году. Мы были первыми в мире, кто продемонстрировал эту систему на стандартных процессорах. Вторая компания, ее презентовавшая, была IBM. Они опоздали на три дня. Но с 2014 года я как разработчик и главный конструктор суперкомпьютера "СКИФ-Аврора ЮУрГУ", проекта, в котором и была разработана технология водяного замкнутого охлаждения, говорю: это вчерашний день. Мы перешли на технологию погружного охлаждения. Месяц назад в нашем институте были проведены приемочные испытания системы с охлаждением кипящей жидкостью - это следующий шаг даже по отношению к простому погружению. То есть в этом случае электроника погружается в особую жидкость, которая кипит при 50-60 градусах, из-за чего происходит интенсивная теплоотдача. Чтобы понимать, насколько это важно, надо просто знать: главная проблема мировой суперкомпьютерной отрасли сегодня - высокая энергоемкость, впереди будет тот, кто придумает наиболее эффективные технологи охлаждения плат. Наша технология, о которой я сказал, уже прошла госиспытания, то есть мы готовы к созданию на ее основе продуктовых решений. И это только один пример. Мы умеем работать, кооперироваться. Просто нужна господдержка.