Суперкомпьютеры должны решать большие задачи как в интересах науки, так и в интересах высокотехнологичной промышленности

Вторая Всероссийская школа-семинар «Центр исследования архитектур суперкомпьютеров» для студентов, аспирантов и молодых учёных завершила свою работу в Сарове. Мероприятие организовано Национальным центром физики и математики (НЦФМ) при поддержке госкорпорации «Росатом» и Института теоретической и математической физики Российского федерального ядерного центра «ВНИИЭФ» в рамках Десятилетия науки и технологий в России. 

Молодые слушатели школы-семинара узнали о последних достижениях зарубежных и российских специалистов в области разработки суперкомпьютерных технологий и архитектур суперкомпьютеров, их практическом применении в науке и промышленности, в том числе в рамках реализации научной программы Национального центра физики и математики.

«Школы с участием ведущих учёных по разным темам современного развития науки и техники являются визитной карточкой НЦФМ. Мы понимаем, что задачи научно-технологического развития невозможно решать без участия сильной и талантливой молодежи. Это понимает и руководство страны, и руководство госкорпорации “Росатом”. Поэтому я надеюсь, что среди вас, приехавших на школу-семинар по суперкомпьютерным технологиям, будут те, кто вольется в наши ряды, станет частью команды создания НЦФМ, приложит к строительству лабораторий и установок “мегасайенс” свои руки и головы. НЦФМ – интересный, надежный, перспективный работодатель для развития науки и технологий в самых современных направлениях», - отметил научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев.

Сопредседатель программного комитета школы академик РАН Игорь Каляев отметил, что «необходимость решения важнейших задач промышленности и оборонного комплекса страны, требуют развития отечественных суперкомпьютерных технологий. 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.».

«Суперкомпьютеры должны решать большие задачи в интересах науки и промышленности. И такие задачи существуют. Так, например, по оценкам специалистов современные задачи цифровой обработки сигналов требуют производительности до 10¹⁶ операций в секунду, задачи вычислительной космологии – до 10²⁰, а задачи криптологии – до 10²⁵. Если говорить о промышленном применении, то, например, 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. Именно для осуществления таких расчетов и нужны сверхвысокопроизводительные суперкомпьютеры», - рассказал он.

Своим мнением поделился также заместитель директора Российского федерального ядерного центра «ВНИИЭФ» по приоритетному технологическому направлению, член-корреспондент РАН Рашит Шагалиев: «Подводя краткие итоги прошедшей II-й Всероссийской школы-семинара «Центр исследования архитектур суперкомпьютеров» хочется отметить, что направление развития высокопроизводительных вычислительных систем традиционно является актуальным, тем более с учетом задач искусственного интеллекта, нейросетей, требующих обработки больших объемов данных и значительных вычислительных мощностей эксафлопсного и транс эксафлопсного 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.

Помимо этого, важнейшей задачей также является использование новейших научных достижений для решения актуальных задач промышленности, таких как развитие и внедрение технологий компьютерных испытаний для создания новейших, конкурентоспособных образцов высокотехнологичной продукции. В следующем году на школу нам необходимо пригласить представителей ключевых отраслей, компаний и предприятий, чтобы совместно найти механизмы внедрения полученных нами результатов. Результат ценится, когда есть отдача не только в науке, но и в экономике. С этой точки зрения суперкомпьютерные технологии, которые мы развиваем, должны стать инструментом организаций промышленности.

Стоит отметить, что вышеперечисленные задачи являются весьма наукоемкими и требуют привлечение высокоинтеллектуальных кадров. Присутствующим здесь молодым специалистам также предстоит подумать над тем, как применить полученные на школе теоретические знания, чтобы они стали частью конкретных экономических достижений. Привлечение талантливой молодежи в сферу исследований и применения разработок для решения практических задач промышленности будет содействовать решению важнейших задач развития экономики, науки и страны в целом», - подчеркнул член-корреспондент РАН.

В рамках программы школы ведущими учеными страны были прочитаны 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. Из докладов учёных и преподавателей студенты школы-семинара также узнали о перспективных решениях задач цифрового материаловедения, об исследованиях оптических нейросетей на фотонных интегральных схемах, управлении производительностью суперкомпьютеров с использованием методов машинного обучения, современных подходах к аппаратному ускорению искусственных нейронных сетей, созданию нейроморфных процессоров и других направлениях развития супервычислительных систем. Также в рамках школы был проведен научный семинар НЦФМ, посвященный проблемам реализация базовых алгоритмов квантовых вычислений на ионной платформе.

Участники школы, студенты и молодые учёные в формате устных и стендовых докладов поделились опытом своих исследований. По итогам организаторы школы определили и наградили лучших докладчиков, которыми признаны: Дмитрий Винс, доклад «Параметры параллельных алгоритмов и вычислительных систем методами имитационного моделирования»; Владимир Семенов, доклад «Решение задач обучения применения нейронный сетей с использованием нескольких вычислителей»; Алексей Пронин, доклад «Матричный полнокадровый гиперспектрометр», Глафира Лемишевская, доклад «Модерирование термооптических элементов кремниевых фотонных интегральных схем». Приз зрительских симпатий получил доклад Максима Хисамутдинова «Программно-аппаратный комплекс управления поворотом и установкой, получения качественных изображений и идентификация объектов в реальном времени с использованием нейропроцессора».

«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 студент Южного федерального университета Владимир Семенов.

«В докладе я рассказал о новых принципах проектирования гиперспектрометра. Это камера наподобие той, что встроена в наших телефонах, только она может различать гораздо больше цветовых оттенков, что открывает новые возможности применения: от определения покраски автомобиля до различения сортов и спелости винограда по цвету, невидимому человеческому глазу», - поделился студент кафедры прикладной математики и информатики Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва Алексей Пронин.

«На протяжении шести лет я самостоятельно проводил расчеты на созданном мной оборудовании: любительских телескопах, сконструированной управляющей плате моторов для скоростного наведения на спутники и собственном ПО. Затем я модернизировал оборудование, встроил в систему одноплатный компьютер с использованием нейропроцессора», - отметил старший научный сотрудник НИИ многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева Максим Хисамутдинов.

Тезисы докладов будут опубликованы в сборнике тезисов школы НЦФМ, лучшие работы будут рекомендованы для публикации в авторитетных научных изданиях.

Все желающие смогут ознакомиться с лекциям и докладами II Всероссийской школы-семинара «Центр исследования архитектур суперкомпьютеров» в сообществе НЦФМ «ВКонтакте».

Читайте также:

26/05/2025 Что произойдет, если закончится нефть и чем может помочь наука? В новом выпуске программы «Время науки» на радио «Комсомольская правда» ведущие Мария Баченина и научный руководитель НЦФМ, академик РАН Александр Сер... 22/05/2025 Новый источник энергии для человечества? Зачем ученые синтезируют новые сверхтяжелые элементы Есть ли границы у материального мира? Зачем в ведущих лабораториях идет гонка в области синтеза новых химических элементов? Какую практическую пользу ... 18/05/2025 Время наука с «КП»| Юрий Оганесян Ведущие – Александр Сергеев, научный руководительНационального центра физики и математики академик РАН, и Мария Баченина.

Задать вопрос Сергееву