III Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии»: круглый стол «Суперкомпьютерные технологии, суперкомпьютерный инжиниринг»

1 декабря 2021 года начал свою работу III Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии», организатором которого выступил Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ) и его структурные подразделения: Научный центр мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии» (НЦМУ СПбПУ) и Центр компетенций Национальной технологической инициативы СПбПУ «Новые производственные технологии» (Центр НТИ СПбПУ).

Основная тема Форума в 2021 году – цифровая трансформация экономики на основе применения передовых цифровых и производственных технологий.

Одним из мероприятий первого дня рабочей программы стал круглый стол «Суперкомпьютерные технологии, суперкомпьютерный инжиниринг», модератором которого выступил проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель НЦМУ СПбПУ, Центра НТИ СПбПУ и Инжинирингового центра CompMechLab^® СПбПУ Алексей Боровков.

С сообщениями выступили:

• Палташев Тимур Турсунович, старший менеджер Radeon Technology Group, Advanced Micro Devices;
• Абрамов Сергей Михайлович, директор Института программных систем РАН, ректор Университета города Переславля имени А. К. Айламазяна;
• Воеводин Владимир Валентинович, директор Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ имени М.В. Ломоносова;
• Марченко Михаил Александрович, директор Института вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения РАН;
• Фомичев Дмитрий Вадимович, директор по математическому моделированию Госкорпорации «Росатом»;
• Карелин Дмитрий Владимирович, заместитель генерального конструктора по НИР АО «ОДК»;
• Никулин Александр Сергеевич, руководитель направления «Высокопроизводительные вычисления и цифровые двойники изделий» АО «ОДК».

Открыл круглый стол доклад Сергея Абрамова «Формирование национальной суперкомпьютерной сети», в котором представлен анализ существующей суперкомпьютерной инфраструктуры и дана оценка текущему статусу отрасли в России и в мире, подчеркнуто особое влияние развитости суперкомпьютерных технологий и соответствующей инфраструктуры на конкурентоспособность экономики.

• Необходимо зафиксировать общее понимание того, что такое «суперкомпьютер». Отправной точкой может служить список топ-500 высокопроизводительных систем.
• Необходимо развивать все направления суперкомпьютерных вычислений. В задачах российских коллег наблюдается перекос в видении тенденций развития данной области в сторону тотального перехода к искусственному интеллекту и использованию технологий машинного обучения. Эта группа технологий является продуктивной, однако не решает всех задач.
• Суперкомпьютерная инфраструктура обеспечивает конкурентоспособность национальной экономики. Ключевые экономики мира строят свои HPC/суперкомпьютерные инфраструктуры на базе масштабного государственного финансирования с возможностью использования принадлежащих государству суперкомпьютерных ресурсов разными отраслями/организациями. В России выработка государственной стратегии в этом направлении только стартовала, основные имеющиеся системы – это корпоративная инфраструктура (Сбербанк, Яндекс и др.).

Ключевые тезисы доклада:

• Компания AMD вернулась к разработке суперкомпьютеров, существенно укрепив свое присутствие в топ-500 высокопроизводительных систем мира, показав рост почти в 4 раза за 1 год. Одна из машин присутствует в топ-5, четыре системы из топ-10 используют технологии AMD.
• В числе активных покупателей суперкомпьютерных систем AMD для нужд университетов –Германия, Швейцария, Саудовская Аравия.
• В связи с ужесточением экспортного контроля передовые системы AMD (тем более появляющиеся экзафлопсные) вряд ли будут поставляться в Россию. Необходимы интенсивные собственные разработки, активная поддержка отрасли государством, Академией наук, как это сделано, например, в Китае. «Ждать, что можно будет решить проблему за деньги, не приходится. Деньги не работают», – заявил Тимур Полташев.

Михаил Марченко в докладе «Вопросы организации суперкомпьютерных вычислений и обработки больших данных для установок класса мегасайенс» рассказал о строящемся в Сибири, в наукограде Кольцово, Сибирском кольцевом источнике фотонов (СКИФ) – источнике синхротронного излучения. Завершение строительства СКИФ (одного из крупнейших в России проектов, осуществляемых в рамках Национального проекта «Наука») намечено в 2024 году, однако компьютерное моделирование необходимо запускать уже сейчас, на что требуются ресурсы для проведения суперкомпьютерных вычислений.

ЦКП Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН в Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН (текущая производительность – 200 Терафлопс) не покрывает потребностей разработчиков и исследователей, вследствие чего возникает необходимость в поиске дополнительных решений, в их числе:

• сотрудничество с крупнейшими российскими СКЦ;
• подключение к Национальной исследовательской компьютерной сети России (НИКС);
• обеспечение в регионе высокоскоростной интернет-инфраструктуры (на сегодня в Новосибирске работают сети со скоростью передачи данных 2 Гбит/с);
• разработка отечественного программного обеспечения;
• подготовка специалистов по суперкомпьютерному инжинирингу;
• отраслевая коллаборация с российскими и зарубежными специалистами.

«Логос» разрабатывается в ядерном центре ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» с 2009 года и включен в Единый реестр российских программ для ЭВМ и баз данных Минцифры России. Модульное программное обеспечение позволяет решать задачи моделирования процессов аэро-, гидродинамики и прочности, которые возникают при проектировании, обосновании безопасности и эксплуатации изделий в различных высокотехнологичных отраслях промышленности: атомной энергетике, авиастроении, судостроении, автомобилестроении, двигателестроении, ракетно-космической отрасли. В 2021 году представлен продукт «Логос платформа», интегрирующий расчетные модели и сторонние программные средства.

Докладчик кратко представил модули продукта, а также продуктовые сервисы, среди которых подготовка специалистов по программам ДПО (открытие учебных центров), техподдержка, выполнение пилотных проектов, предоставление удаленного доступа к вычислительным ресурсам для независимого тестирования моделей «Логос», консалтинг. С 2022 году планируется предоставление облачного доступа к программным модулям «Логос».

Завершающим работу круглого стола стал доклад Алексея Боровкова «Применение суперкомпьютерного моделирования в процессе разработки высокотехнологичных промышленных изделий». Первая часть доклада была посвящена роли компьютерного инжиниринга в разработке высокотехнологичных продуктов и новой парадигме цифровой промышленности, в которой центр тяжести глобальной конкуренции сместился на этап проектирования. Технологией-интегратором, позволяющей уже на начальном этапе разработки спроектировать и смоделировать весь жизненный цикл продукта, стала технология цифровых двойников – сложный мультидисциплинарнвый инструмент, применение которого требует от разработчика компетенций мирового уровня и в том числе значительных суперкомпьютерных ресурсов. Однако именно применение данной технологии позволяет заказчику на порядок сократить временные и финансовые ресурсы на этапах производства, испытаний, выхода на рынок и эксплуатации/обслуживании изделий и систем.

Во второй части доклада Алексей Боровков привел ряд кейсов из практики Инжинирингового центра CompMechLab® СПбПУ. Представленные высокотехнологичные проекты были реализованы в интересах российских и иностранных компаний в самых разных отраслях промышленности на основе Цифровой платформы разработки и применения цифровых двойников CML-Bench™ (собственная разработка Инжинирингового центра СПбПУ) с применением вычислительных ресурсов Суперкомпьютерного центра «Политехнический».

Программа мероприятий и все видеотрансляции доступны на сайте форума.