14 мая 2003 года состоялась совместная пресс-конференция Intel и Росгидромета, целью которой было объявление достигнутых результатов в процессе их сотрудничества.
Александр Васильевич Фролов — Зам. руководителя Росгидромета,
Роман Менделеевич Вильфанд — Директор ММЦ Москва, директор Гидрометцентра РФ,
Владимир Александрович Анцыпович — Директор ГВЦ Росгидромета
HPC-решения (High Performance Computing solutions — решения в области высокопроизводительных вычислений) используются для решения сложнейших задач, требующих использования огромного количества данных. Рынок этих решений непрерывно развивается, т. к. количество этих задач увеличивается с каждым годом — моделирование ядерных взрывов, криптография, проектирование полупроводниковых приборов, разработка фармацевтических препаратов, разведка нефти и газа, генетика и др. Одни из самых высоких показателей роста применения HPC-решений наблюдаются в биологии, медицине, вирусологии.
О рынке HPC-решений можно также судить по его емкости — по прогнозам аналитической компании IDC в 2003 году она составит 5,3 млрд. долл., а к 2006 — 6,8 млрд. долл.
Такому активному росту, учитывая возможности для экономии средств за счет кластеризации — использования объединенных в сеть серверов или рабочих станций как единой вычислительной системы, отчасти способствует широкое распространение высокопроизводительных процессоров Intel Xeon и Intel Itanium. Другими словами, если в прошлом суперкомпьютеры применялись практически только в специализированных компьютерных центрах, то на сегодняшний день они стали более доступными.
Метеорологи уже давно используют решения в области высокопроизводительных вычислений, т. к. точные прогнозы требуют обработки и анализа большого количества информации, поступающей с разных датчиков.
Существует Всемирная метеорологическая организация (ВМО), в рамках которой между национальными гидрометеорологическими службами разных стран постоянно осуществляется обмен оперативной информацией о результатах наблюдений. Центры ВМО находятся в Вашингтоне, Мельбурне и Москве. Через Мировой метеорологический центр в Москве (ММЦ Москва), включающий Гидрометцентр России, Главный вычислительный центр Росгидромета и ГРМЦ (телекоммуникационный центр Росгидромета), идут потоки глобальной информации о погоде на всей планете. В ММЦ Москва поступают данные с 3000 метеорологических и 2500 гидрологических станций по всей территории Евразии, с 54 полярных станций и 2 спутников. Я думаю можно себе представить какой мощной должна быть система, которая должна обрабатывать такие объемы показаний датчиков, учитывая, что предельное время подготовки прогноза не должно превышать 5 — 10% от его заблаговременности.
По статистическим данным, ежегодный экономический эффект от деятельности российских гидрометеорологических подразделений (предотвращение ущерба от стихийных бедствий, выгода от использования прогнозов в сельском хозяйстве, ТЭК, строительстве и т. д.) исчисляется миллиардами рублей и имеет явную тенденцию к росту: от 1,5 млрд. руб. в 1996 г. до 6,6 млрд. в 2002 г. (в сопоставимых ценах). И этот рост объясняется зачастую точностью и своевременностью прогнозирования опасных погодных явлений, что напрямую зависит от скорости и эффективности компьютерной обработки информации о состоянии атмосферы, океана и вод суши.
На данный момент в ГВЦ Росгидромета в оперативных целях используется система CRAY-YMP, установленная в 1996 году, но сама разработка относится к еще более раннему времени — к восьмидесятым годам…
Разумно предположить, что ее мощностей уже не хватает, и Росгидромет действительно серьезно задумался о техническом перевооружении. Согласно мнениям представителей Гидрометцентра России и ГВЦ Росгидромета, для развития прогностических моделей ММЦ Москва и выведения их на требуемый в современных условиях уровень требуются мощности с суммарной производительностью как минимум 4 терафлопа (1 терафлоп — 13,6 триллиона вычислений в секунду), для регионов — 0,5 терафлоп.
Совместный проект Intel и Росгидромета состоит в том, что на базе Intel Itanium 2 был создан экспериментальный кластерный стенд для отработки технологий распараллеливания оперативных схем под вычислительные средства следующего поколения. Россия первой в мире начинает использовать новые высокопроизводительные технологии Intel для прогнозирования погоды.
Этот проект дал возможность проверить систему на реальных задачах. По оценкам специалистов Гидрометцентра России и ГВЦ Росгидромета результатов продолжавшихся около года исследований, использование серверов на базе процессора Intel Itanium 2 с учетом их возможности кластеризации способно осуществить переворот в оперативных технологиях выпуска прогнозов территориального и регионального уровней. Новые возможности позволят «передвинуть» вычисления на уровень субъектов федерации, позволят учитывать особенности регионов с большей точностью, откроют перспективы для научных исследований, обеспечат появление новых методов прогнозирования погоды.
В ходе исследований был проведен ряд тестов, которые показали, что расчет одной и той же модели на CRAY-YMP при использовании 8 векторных процессоров требует 40 минут, тогда как аналогичный расчет на 2-процессорном сервере на базе Intel Itanium 2 занимает всего 8 минут. Таким образом, появились запасы времени оперативного счета, которые можно будет использовать на усложнение модели и более точное прогнозирование.
Представители Гидрометцентра России и ГВЦ Росгидромета считают, что эффект от внедрения серверных систем на базе Intel Itanium 2 может сравниться по своему значению с эффектом, достигнутым ранее от оснащения гидрометслужбы персональными компьютерами. В частности, внедрение подобных серверов позволит в значительной мере улучшить качественные характеристики прогнозов, расширить номенклатуру прогнозов, повысить оперативность подготовки и представления потребителям прогностической информации.
В пресс-конференции принял участие Кристиан Моралес — Вице-президент корпорации Intel, генеральный управляющий бизнесом Intel в странах Европы, Ближнего Востока и Африки.
В своем выступлении Кристиан Моралес остановился на вкладе корпорации Intel в развитие высокопроизводительных вычислений. Вот некоторые упоминавшиеся в докладе положения:
- Долгосрочные планы по развитию 32- и 64-разрядных архитектур,
- Высокое качество и обширное тестирование,
- Услуги по поддержке,
- Возможность объединения решений на базе высокопроизводительных вычислительных систем в стеки для различных платформ и ОС,
- Предоставление программных и аппаратных компонентов,
- Лидерство и инновации в области технологий,
- Инвестиции в размере 20 млрд. долл. в исследования и разработки, а также кап. затраты,
- Разработка вертикально и горизонтально масштабируемых решений.
Было отмечено также значительное процентное увеличение доли кластеров на базе архитектуры Intel в рейтингах Top500 — от 0,5% до 11%. На сегодняшний момент в Top500 числятся уже 56 суперкомпьютеров на базе Intel (по сравнению с тремя на 1999 год).
В ближайшие десятилетия Intel планирует представить 15 новых продуктов на базе 32- и 64-разрядных архитектур. Что же касается самого ближайшего будущего, то в 2003 году (в ближайшие несколько месяцев) появится Madison/Deerfield (6 МБ / 3 МБ кэш-памяти L3, 0,13-мкм процесс), а в 2004 — Montecito (90-нм процесс).
Подводя итог, хотелось бы отметить, что серверные системы на базе Intel Itanium 2 могут стать хорошим решением для регионов, но пока это только проект, осуществится ли он — покажет время. Гидрометцентр России будет рассматривать и другие альтернативы. Например, сейчас также тестируется решение от Sun.
Есть и другие предложения. Так что окончательный выбор, вероятно, будет сделан в следующем году, когда возможно будет объявлен общий тендер.
