Технологический суверенитет России все больше зависит от суперкомпьютеров

Четыре российских суперкомпьютера входят в сотню самых мощных в мире. Таковы данные независимого международного рейтинга Top500. Но чтобы выполнить поручение президента Владимира Путина о десятикратном увеличении их мощности к 2030 году, отечественным ведомствам, институтам и корпорациям придется создать принципиально новые условия для строительства и ввода таких систем в эксплуатацию. Опрошенные "РГ" эксперты назвали эту задачу крайне ресурсоемкой, но при этом - вполне реальной.

В уме не сосчитать

Согласно рабочему документу АНО "Цифровая экономика", появившемуся в конце прошлого года, в ближайшие шесть в лет в России может появиться 10 новых суперкомпьютеров, мощность которых будет находиться в диапазоне 10-15 тысяч графических процессоров H100.

В документе не указано, будет ли это суммарная мощность всех 10 суперкомпьютеров или каждого. Но даже по самым скромным подсчетам это в 26 раз превышает вычислительные способности самого мощного суперкомпьютера в стране - он называется Червоненкис в честь одного из главных ученых в области машинного обучения и работает в стенах "Яндекса". Сейчас он занимает 42-е место по мощности в мире.

В беседе с "РГ" отраслевые эксперты замечают, что увеличение мощности суперкомпьютеров - основа развития любых технологий в максимально широком спектре разных сфер. В минобрнауки объясняют, что только с помощью такого универсального инструмента становятся возможны высокопроизводительные вычисления, особенно в фундаментальных исследованиях.

В той же сфере создания новых материалов суперкомпьютерное моделирование позволяет получать сопоставимый с реальными испытаниями результат, экономя время и деньги. То же можно сказать и об опытах в сферах биомедицины, атомной и термоядерной энергетики, машиностроения и так далее. Суперкомпьютеры просчитывают колоссальные массивы данных. Без них невозможно получать современные наноматериалы, разрабатывать передовые лекарства, моделировать астрофизические процессы и явления, обеспечивать безопасность ядерных энергетических объектов.

Директор по развитию web-технологий Artezio (входит в ГК "Ланит") Сергей Матусевич отмечает, что в современной производственной практике такие вычисления крайне востребованы в аэрокосмической промышленности и автомобилестроении. Там с их помощью в виртуальной среде проектируются и тестируются новые аппараты, проводятся краш-тесты, проверяются тысячи вариантов новых компоновок различных узлов.

Влияние суперкомпьютерных вычислений очевидно и в повседневной жизни. Управляющий директор центров технологического развития Фонда "Сколково" Николай Суетин отмечает, что самыми большими объемами таких мощностей сейчас обладают "Яндекс", Сбер, МГУ им. Ломоносова и Гидрометцентр. Без них невозможно представить себе не только работу умных голосовых помощников и нейросетей, но и планирование посевных кампаний.

"Любые современные прогнозы погоды - это супервычисления, - говорит Николай Суетин. - Постоянно запускаются вычислительные модели, которые используют данные с метеостанций и спутниковых снимков и постоянно подстраивают прогноз, как будет развиваться погода в том или ином регионе. Это требует огромного количества вычислительных ресурсов: нужно учесть движение воздушных потоков, изменения температуры, влажность и так далее".

Основа будущего

Собеседники "РГ" отмечают, что роль суперкомпьютеров будет только возрастать, причем несколько перспективных направлений очевидны уже сейчас. Сергей Матусевич указывает на то, что на стыке медицины и информационных технологий развивается целое направление - компьютерное моделирование физиологических процессов и создание цифровых двойников органов и даже целого человеческого организма. Пока такие разработки будут менять фундаментальные представления о медицине, нейросети продолжат развиваться и научатся решать все более сложные задачи не только в ИТ-индустрии, но и в любых других отраслях.

Все это потребует новых вычислительных мощностей, но на данный момент, отмечают опрошенные "РГ" эксперты, в России они не производятся. В первое время, говорит Николай Суетин, страна потенциально может закрыть свои потребности в таких устройствах за счет импорта из КНР. Но параллельно с этим России важно обрести технологический суверенитет и начать самостоятельно обеспечивать себя таким оборудованием.

Суперкомпьютер почти моментально проверяет тысячу сценариев любых событий, экономя время и деньги. Автомобильные краш-тесты - простейший пример

"На сегодня уже создана национальная сеть суперкомпьютерных центров, - отмечают в минобрнауки. - В нее входят МГУ имени М.В. Ломоносова, НИЦ "Курчатовский институт", Санкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого, Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН и другие ведущие университеты и научные организации. Министерство разрабатывает Федеральную научно-техническую программу развития высокопроизводительных вычислений, грид-технологий и суперкомпьютерной инфраструктуры".

В ведомстве уверены, что растущий интерес к использованию суперкомпьютерного моделирования делает особенно актуальным вопрос о стандартизации используемых математических методов, алгоритмов, программного обеспечения, получаемых научных данных, валидации результатов, совершенствования цифровых испытаний, сертификации и так далее. Оперировать всем этим должны профессионалы: поэтому в том же МГУ им. Ломоносова действуют магистерские программы "Вычислительные методы и методика моделирования" и "Суперкомпьютерные технологии и фундаментальная информатика".

В погоне за лидерством

Современный опыт показывает, что при наличии запроса можно не только научиться использовать суперкомпьютеры в востребованных областях, но и создавать их самостоятельно. В этом смысле примечателен опыт Китая, развившего эту индустрию с нуля буквально за десятилетие: сейчас суперкомпьютеры из КНР не только занимают лидирующие строчки рейтингов, но могут еще и похвастаться тем, что созданы на основе собственных процессоров вроде Sunway и Phytium.

"В России же, несмотря на отдельные успехи и достижения, суперкомпьютерные технологии пока не стали по-настоящему системообразующим фактором для развития экономики и технологий, - констатирует Сергей Матусевич. - Во многом это связано с недостаточным уровнем цифровой зрелости отечественных компаний и организаций, которые зачастую просто не готовы эффективно использовать возможности, предоставляемые суперкомпьютерами. Тем не менее потенциал для ускоренного развития отрасли в России, безусловно, есть. У нас сильная школа в области математического моделирования и вычислительных методов, заделы в разработке собственной суперкомпьютерной элементной базы, растущий спрос на высокопроизводительные вычисления со стороны ряда отраслей".

Эксперт подчеркивает, что ключевую роль в развитии этой области должны сыграть госкорпорации и компании с госучастием, обладающие необходимыми ресурсами и компетенциями. В этом им должны помогать научные институты - без тесной кооперации выйти на лидирующие позиции по выпуску суперкомпьютеров у России вряд ли получится. В качестве возможных мер поддержки отрасли хорошо сработать могут налоговые льготы и преференции для организаций, занимающихся разработкой компонентов и созданием суперЭВМ, целевые субсидии и гранты на перспективные НИОКР и программы льготного кредитования для закупки отечественных высокопроизводительных систем, уверен Сергей Матусевич.