Постановление Совета Министров Союзного государства от 21 апреля 2005 г. N 17 "Об итогах выполнения программы Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе"

Постановление Совета Министров Союзного государства от 21 апреля 2005 г. N 17
"Об итогах выполнения программы Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе"


Совет Министров Союзного государства постановляет:

1. Считать завершенной программу Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе" и одобрить представленный Национальной академией наук Беларуси и Федеральным агентством по науке и инновациям (Министерство образования и науки Российской Федерации) отчет об итогах ее реализации в 2000-2004 годах (прилагается).

2. Федеральному агентству по науке и инновациям и Национальной академии наук Беларуси подготовить и внести установленным порядком в Совет Министров Союзного государства предложение о дальнейшем развитии работ в области создания и разработки высокопроизводительных вычислительных систем в рамках Союзного государства.

3. Настоящее постановление вступает в силу со дня его подписания.


Председатель Совета Министров
Союзного государства

М. Фрадков


 Утверждаю                              Утверждаю
 Первый заместитель Председателя        Заместитель руководителя
 Президиума Национальной академии       Федерального агентства по науке
 наук Беларуси                          и инновациям
          ____________ П. А. Витязь       ____________ В. П. Нечипоренко

Аналитический доклад (итоговый)
о выполнении в 2004 году программы Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе" (шифр программы - "СКИФ")


1. Общая часть


Программа Союзного государства "СКИФ" (далее по тексту Программа) с учетом продления на один год в соответствии с постановлением Совета Министров Союзного государства от 29.12.2003 года N 29 рассчитана на 5 лет - 2000-2004 гг.

В соответствии с постановлением Совета Министров Союзного государства от 29.12.2003 года N 29 государственный заказчик-координатор Программы от Республики Беларусь - Национальная академия наук Беларуси, государственный заказчик Программы от Российской Федерации - Министерство промышленности, науки и технологий Российской Федерации.

В соответствии с постановлением Совета Министров Союзного государства от 11.10.2004 года N 20 государственный заказчик-координатор Программы от Российской Федерации - Федеральное агентство по науке и инновациям, государственный заказчик Программы от Республики Беларусь - Национальная академия наук Беларуси.

Головные исполнители Программы - Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук Беларуси (ОИПИ НАН Беларуси) и Институт программных систем Российской академии наук (ИПС РАН).

В реализации программных мероприятий предусмотрено участие около 20 предприятий от Республики Беларусь и Российской Федерации, в том числе:

от РБ: УП "Национальный центр информационных ресурсов и технологий" НАН Беларуси, НИРУП "Геоинформационные системы" НАН Беларуси, УП "Научно-исследовательский институт электронных вычислительных машин" (УП "НИИ ЭВМ") и УП "Белмикросистемы" (НПО "Интеграл") Минпрома РБ, БГУИР и БГУ Минобразования РБ, РНПЦ "Кардиология" Минздрава РБ, Институт тепло и массообмена НАН Беларуси и др.;

от РФ: ОАО "Научно-исследовательский центр электронно-вычислительной техники" (ОАО "НИЦЭВТ"), АНО "Институт высокопроизводительных вычислений и информационных систем" (АНО "ИВВиИС"), Центр научных телекоммуникаций и информационных технологий РАН, ГНУ "Российский научно-исследовательский институт региональных проблем" Министерства образования Российской Федерации (ГНУ "РосНИИ РП"), Научно-исследовательский институт механики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и др.

Система программных мероприятий включает 21 задание, которые предусматривают работы по созданию базовых конструктивных модулей, элементной базы, системного программного обеспечения и законченных прикладных систем.

Главной целью Программы является возрождение компьютерной отрасли двух стран, промышленное производство ряда программно-совместимых моделей суперкомпьютеров с широким спектром производительности - до триллионов операций в секунду. Для достижения этой цели в рамках Программы реализуется комплексный подход, включающий:

- разработку Концепции создания моделей семейства суперкомпьютеров "СКИФ";

- создание опытных образцов базовых конфигураций суперкомпьютерных систем (БКСС) "СКИФ", разработку литерной конструкторской и программной документации, проведение комплексных предварительных и приемочных (государственных) испытаний опытных образцов БКСС "СКИФ";

- создание единого информационного и телекоммуникационного пространства участников Программы с возможностью удаленного доступа к суперкомпьютерным ресурсам;

- создание пилотных прикладных комплексов на базе суперкомпьютеров "СКИФ";

- подготовка и переподготовка кадров для работы с суперкомпьютерными технологиями;

- организация промышленного выпуска и системы технического обслуживания моделей суперкомпьютеров "СКИФ" в широком диапазоне производительности.

Основные концептуальные принципы создания семейства суперкомпьютеров (открытая масштабируемая архитектура, набор базовых вычислительных модулей и конфигураций и др.) позволяют оптимальным способом создавать для каждой конкретной прикладной проблемы адекватную суперкомпьютерную конфигурацию.

Специфика моделей и их модификаций отражается в эксплуатационной документации. Основополагающие принципы Концепции позволяют создавать прикладные комплексы, соответствующие требованиям конкретного заказчика, оптимально использовать производственные мощности предприятия-изготовителя с учетом специфики рынка сбыта высокопроизводительных вычислительных систем.

Конструкторская документация разрабатывается на базовые модули, имеющие самостоятельную поставку, и на базовые конфигурации суперкомпьютерных систем. Конструкторская документация выполняется в едином для всех исполнений суперкомпьютерных конфигураций групповом варианте в соответствии с действующими стандартами.

Групповое построение конструкторской документации адекватно отражает возможности архитектурной идеологии (открытость, масштабируемость), позволяя оптимальным способом организовать серийное производство широкой номенклатуры моделей суперкомпьютеров, наиболее полно удовлетворяющих предъявляемым пользовательским требованиям.

С учетом продления срока реализации Программа рассчитана на период в 5 лет и включает два этапа.

Этап 1. (2000 - 2002 гг.) Разработка и организация производства моделей первого ряда (модели Ряда 1) семейства суперкомпьютеров "СКИФ".

Этап 2. (2003 - 2004 гг.) Разработка и организация производства моделей второго ряда (модели Ряда 2) семейства суперкомпьютеров "СКИФ" и создание прикладных систем на их основе.


2. Финансирование Программы Союзного государства


Общие затраты из средств бюджета Союзного государства на реализацию Программы в соответствии с постановлением Совета Министров Союзного государства от 29.12.2003 года N 29 составляют 319,4 млн. российских рублей, в том числе:

- 162,00 млн. российских рублей для исполнителей РБ;

- 157,40 млн. российских рублей для исполнителей РФ.

Реальный объем финансирования белорусских и российских исполнителей за четыре года (2000-2003 годы) составил 210,35 млн. российских рублей, в том числе:

- 77,05 млн. российских рублей для исполнителей РБ;

- 133,30 млн. российских рублей для исполнителей РФ.

Оставшиеся объемы финансирования по Программе, составляющие 109,05 млн. российских рублей (в том числе: 84,95 млн. российских рублей для исполнителей РБ и 24,10 млн. российских рублей для исполнителей РФ), реализованы в 2004 году.


3. Результаты выполнения мероприятий Программы


3.1 На этапе 1 (2000-2002 годы)


Отработаны основные концептуальные принципы и созданы суперкомпьютерные конфигурации, обеспечивающие возможность создания семейства моделей суперкомпьютеров среднего класса (модели Ряда 1) с пиковой производительностью до 300-400 миллиардов операций в секунду - суперсерверы "СКИФ". Разработаны комплекты конструкторской (КД) и программной документации (ПД), созданы образцы базовых конфигураций суперкомпьютерных систем (БКСС) с пиковой производительностью до 100 миллиардов операций в секунду. Проведены государственные испытания опытного образца БКСС кластерного уровня. По результатам испытаний комплектам КД и ПД присвоена в установленном порядке литера "О_1", что обеспечивает организацию промышленного выпуска суперкомпьютерных конфигураций. Проводилась подготовка кадров программистов, начаты разработки пилотных прикладных систем, организован режим удаленного доступа к вычислительным ресурсам суперкомпьютерных установок в ОИПИ НАН Беларуси и в ИПС РАН, созданы необходимые заделы для разработки второго ряда моделей семейства суперкомпьютеров.

Параметры суперсерверов "СКИФ" позволяют использовать их как в качестве платформы для ресурсоемких приложений (например, серверы баз данных), так и в качестве основы для построения крупных вычислительных центров. Это эффективная платформа для инженерных и научных расчетов, моделирования различных процессов.


3.2 На этапе 2 (2003-2004 годы)


Созданы суперкомпьютерные конфигурации для отработки принципов построения семейства моделей суперкомпьютеров с массовым параллелизмом сверхвысокой производительности (триллионы операций в секунду) - модели суперкомпьютеров "СКИФ" Ряда 2. Модели Ряда 2 реализуются на базе кластерной, потоковой и гибридной архитектур, включая сетевые (метакластерные) конфигурации. На этом этапе также созданы прикладные программно-аппаратные комплексы на базе суперкомпьютеров "СКИФ".


3.3 Результаты работ в 2004 году российских и белорусских исполнителей Программы


Получены следующие основные результаты в процессе выполнения программных мероприятий в 2004 году.

Задание 1 "Разработать и освоить в серийном производстве СБИС процессорных элементов для моделей первого ряда семейства суперкомпьютеров":

- разработан комплект технической документации в составе конструкторской и технологической документации СБИС ОВС потокового уровня литеры "О", проект технических условий, проведены приемочные испытания СБИС ОВС потокового уровня.

Задания 5, 7, 9, 10 - "Разработать и освоить в производстве программно-аппаратные средства комплексирования кластерного уровня и ОВС семейства гибридных суперкомпьютеров"; "Разработать системное программное обеспечение уровня ОВС гибридного суперкомпьютера"; "Разработать языковые средства для уровня ОВС гибридного суперкомпьютера"; "Разработать программные средства комплексирования кластерного уровня и ОВС гибридного суперкомпьютера":

- разработаны средства управления вычислениями на уровне ОВС - диспетчер метапроцессов;

- разработаны средства программирования графового языка и системы подготовки/отладки программ (IDE) на его основе - инструментальная среда разработчика "Минитера";

- изготовлен опытный образец модульно-наращиваемой многопроцессорной системы (МНМС) с учетом доработки аппаратной части и системного программного обеспечения для стыковки с опытным образцом суперкомпьютерной системы кластерного уровня на новой элементной базе СВВПК ЕС1710.03;

- разработано программное обеспечение МНМС, в состав которого входят:

- программа управления вычислительным ресурсом МНМС (сервер), доступ к которому осуществляется на сетевом уровне через протокол передачи данных TCP/IP. Сетевой доступ к МНМС осуществляется в многопользовательском режиме;

- спецификация протоколов передачи данных и функций доступа к серверу МНМС, в которой приведены форматы данных и последовательность их обмена между прикладными процессами СВВПК ЕС1710.03 и сервером МНМС;

- библиотека функций сетевого программного интерфейса МНМС, поддерживаемая на сервере МНМС, позволяющая осуществлять загрузку конфигураций ПЛИС, загрузку программ КРП, ввод/вывод данных в сегменты распределенной памяти, а также управлять вычислительным процессом базовых модулей;

- библиотека клиентских функций доступа к серверу МНМС для системы разработки приложений Kylix.

- разработаны демонстрационные параллельные программы для МНМС: программа криптоанализа сообщений, зашифрованных с помощью стандарта DES; программа быстрой свертки для группы массивов; программа сопровождения цели в реальном масштабе времени;

- проведены приемочные испытания комплекса, состоящего из МНМС и кластера СВВПК ЕС1710.03.

Задание 11 "Разработать и освоить в производстве перспективные модели семейства суперкомпьютеров на новой элементной базе":

- создан кластер "СКИФ К-1000" (см. рис. 1) с пиковой производительностью 2,5 триллионов операций в секунду. 9 ноября 2004 года суперкомпьютерная конфигурация "СКИФ К-1000" включена в очередной 24-й выпуск списка top-500 под номером 98. В первую сотню рейтинга от 9 ноября 2004 года вошли суперкомпьютерные установки 16 стран, из них установки собственных разработчиков представили только 4: США, Япония, Китай и Союзное государство. Суперкомпьютер "СКИФ К-1000" является самым мощным компьютером на территориях СНГ и Восточной Европы;


                     Число        вычислительных 288/576
 Рис.                узлов/процессоров
                     Тип процессора              AMD Opteron(ТМ) 2.2 Ггц
                     Пиковая производительность  2.534 Tflops
                     Производительность на тесте 2.032 Tflops (80.1%  от
                     Linpack                     пиковой)
                     Тип системной сети          Infiniband
                                                 (пропускная способность
                                                 на           уровне MPI
                                                 ~800Mb/sec; задержка на
                                                 уровне MPI ~5.5 мюsec)
                     Тип             управляющей Gigabit Ethernet
 Рис.                (вспомогательной) сети
                     Тип сервисной сети          СКИФ-ServNet v.2.0
                     Оперативная память          288 x (8 x 0.5 GB) =  1
                                                 152 GB
                     Дисковая память             288 x 80 GB = 23 040 GB
                     Потребляемая     мощность в 89КВт
                     режиме         максимальной
                     нагрузки
                     Потребляемая     мощность в 73КВт
                     режиме простоя
                     Уровень шума                84 Дб
                     Производительность  системы 16000 м3/час
                     охлаждения
                     Вес установки               6.5 Т
                     Суммарная  длина  кабельных более 2 км
                     соединений

Рис. 1 Суперкомпьютерная конфигурация "СКИФ К-1000" и ее основные технические характеристики


СУПЕРКОМ-НАЯ КОНФИГ. quot;СКИФ К-1000quot;. ПОСТАН. ОТ 21.04.2005 N 17
ТЕХ. ХАР-КИ КОМП. КОНФ. quot;СКИФ К-1000quot;. ПОСТАН. ОТ 21.04.2005

- 17-19 ноября 2004 года проведены приемочные испытания суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ К-500" и "СКИФ К-1000", комплектам конструкторской и программной документации присвоена литера "О_1" в установленном порядке;

- созданы сетевые (метакластерные) суперкомпьютерные конфигурации, включая гибридные гетерогенные метакластеры;

- созданы прикладные программные комплексы на аппаратно-программной платформе "СКИФ";

- проведены приемочные испытания опытного образца базового вычислительного модуля потокового уровня на СБИС однородной вычислительной среды (СБИС ОВС);

- для суперкомпьютеров семейства "СКИФ" второго ряда разработана новая версия сервисной сети "СКИФ-ServNet" v.2.0 и изготовлена партия (300 шт.) плат сервисной сети. "СКИФ-ServNet" v.2.0 установлена и проходит опытную эксплуатацию на суперкомпьютере "СКИФ К-1000". Предыдущая версия сервисной сети успешно работает на четырех установках "СКИФ" первого ряда;

- выполнены работы по развитию и адаптации базового программного обеспечения для суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ" второго ряда: системы мониторинга FLAME; среды распараллеливания "Т-система с открытой архитектурой" и ее языковых средств - компилятора TG++ для языка T++, транслятора TF2TC с языка T-Fortran в язык T++; распределенной программной системы интерактивной отладки MPI-программ (ПС TDB), в которой реализована и поддержка отладки Т-программ. Проведены приемочные испытания ПО КУ, программной документации присвоена литера "О_1" в установленном порядке;

- создано шесть прикладных программных систем в среде распараллеливания "Т-система с открытой архитектурой". Проведены приемочные испытания разработанных систем, программной документации присвоена литера "О_1" в установленном порядке;

- семь суперкомпьютеров "СКИФ" включены 7 декабря 2004 года в список пятидесяти самых мощных суперкомпьютеров СНГ (Тор50, http://www.supercomputers.ru) под номерами 1, 6, 8, 20, 22, 32, 34. Тем самым, установки семейства "СКИФ" занимают 14% мест в списке, при этом их суммарная Linpack-производительность составляет 33% от суммы Linpack-производительности по всем суперкомпьютерам, включенным в рейтинг.

Задание 12 "Организовать и осуществить подготовку и переподготовку кадров и обеспечить оперативное сопровождение использования новых информационных технологий на базе суперкомпьютеров":

- опубликовано учебное пособие по технологиям параллельного программирования "Средства параллельного программирования для ОС Linux";

- подготовлены русскоязычные версии документов "Руководство пользователя LAM/MPI" и "Руководство по установке LAM/MPI" для системы параллельного программирования LAM/MPI, материалы русскоязычной версии книги "Using MPI-2: Advanced Features of the Message-Passing Interface", локализованные версии библиотек MPICH2 и LAM/MPI, русскоязычная версия документации для библиотеки параллельного программирования MPICH2;

- разработан макет учебного пособия по технологиям параллельного программирования "Разработка параллельных приложений в стандарте MPI-2";

- разработана программа и материалы учебных курсов "Разработка параллельных приложений в стандарте MPI-2", проведено чтение курсов тестовой группе слушателей;

- разработана программа специального курса по математическим основам и современным технологиям высокопроизводительных вычислений, занятия по которой велись на кафедре вычислительной математики МГУ им. М.В. Ломоносова в 2002-2004 гг.;

- разработана программа основного университетского курса "Высокопроизводительные вычисления", чтение которого ведется в - Московском Государственном Индустриальном Университете (в качестве программно-аппаратной базы для практических занятий курса используются (в режиме удаленного доступа) суперкомпьютерные установки "СКИФ");

- проведена летняя студенческая школа с 25 июня по 10 июля 2004 года по тематике "Высокопроизводительные вычисления на кластерных и GRID-архитектурах".

Задание 13, 14, 18 - "Разработать и подготовить к внедрению систему для обработки радиолокационных и оптических сигналов с использованием вычислительных модулей ОВС", "Разработать и подготовить к внедрению систему для автоматического распознавания и селекции целей в реальном масштабе времени на базе вычислительных модулей ОВС", "Разработать и внедрить систему для моделирования широкополосных пространственно-временных радиолокационных сигналов с использованием вычислительных модулей ОВС":

- разработан макет экспериментальной системы для обработки радиолокационных сигналов, распознавания объектов и моделирования широкополосных радиолокационных сигналов с использованием вычислительных модулей ОВС и кластера "СКИФ";

- в среде распараллеливания "Т-система с открытой архитектурой" создано три прикладных системы: "Программная система формирования фокусированных радиолокационных изображений"; "Программная система моделирования широкополосных пространственно-временных радиолокационных сигналов"; "Программная система поточечной обработки цветных и полутоновых видеоданных космических систем дистанционного зондирования". Проведены приемочные испытания указанных программных систем, программной документации присвоена литера "О_1" в установленном порядке;

- на установке, состоящей из опытного образца МНМС и кластера СВВПК ЕС1710.03, реализована демонстрационная параллельная программа сопровождения цели в реальном масштабе времени, состоящая из двух подзадач: первая, реализуемая на host-машине (в качестве host-машины может использоваться один из кластеров), заключается в обработке изображения, поступающего с ПЗС видеокамеры, сопряженной с аппаратурой МНМС, отображении потока видеокадров изображения, а также интерактивном взаимодействии с пользователем, который выбирает цель, на основании чего формируется эталонное изображение; вторая подзадача, реализованная на сетевом уровне с архитектурой клиент-сервер (в качестве сервера выступает МНМС, в качестве клиентов - прикладные процессы СВВПК ЕС1710.03), заключается в фильтрации изображения и вычислении значений корреляционной функции, на основании чего определяются новые координаты цели, которая выделяется в общем потоке видеокадров.

Задание 15 "Разработать и внедрить аппаратно-программные средства для обработки и отображения данных в реальном масштабе времени в кардиологическом комплексе нового поколения на основе встраиваемых вычислительных модулей ОВС":

- завершена клиническая апробация аппаратно-программного кардиологического комплекса на основе кластерных вычислительных модулей "СКИФ" для исследования микроциркуляторного звена сердечно-сосудистой системы запатентованным методом биомикроскопии (совместно с РНПЦ "Кардиология" Министерства здравоохранения РБ). На кардиологический комплекс поданы 4 заявки на получение патента РБ на полезную модель, 1 заявка на получение патента РБ на изобретение и 1 заявка на получение патента РФ на изобретение;

- подготовлены и проведены приемочные испытания опытного образца аппаратно-программного кардиологического комплекса для исследования микроциркуляторного звена сердечно-сосудистой системы методом биомикроскопии с использованием встраиваемых вычислительных модулей ОВС;

- разработан опытный образец кардиологической экспертной системы реального времени "ADEPT-C", функционирующей на аппаратно-программной платформе "СКИФ". Проведены приемочные испытания программного инструментария для обработки и отображения данных в кардиологической экспертной системе реального времени "ADEPT-C", программной документации присвоена литера "О_1" в установленном порядке. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение N 2003102345/14(002527) от 29.01.2003 Название изобретения: "Информационно-аналитическая система в области телемедицины".

Задание 16 "Разработать экспериментальную систему с программным обеспечением на базе вычислительных модулей ОВС для распознавания символьных изображений":

- проведена отработка системного программного обеспечения спецпроцессора для обработки и распознавания полутоновых и символьных изображений;

- проведены приемочные испытания экспериментальной системы с программным обеспечением на базе вычислительных модулей ОВС для распознавания символьных изображений.

Задание 17 "Разработать и реализовать программно-технические решения с использованием суперкомпьютеров и создать на их основе телекоммуникационную сеть, объединяющую участников совместной Программы Беларуси и России, с выделенным высокоскоростным каналом связи":

- создана телекоммуникационная сеть, объединяющая участников программы и вычислительные ресурсы суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ";

- проведены работы по созданию суперкомпьютерного центра коллективного пользования;

- осуществлялась поддержка и сопровождение высокоскоростного канала связи (Переславль-Залесский - Москва) для обеспечения доступа к суперкомпьютерам "СКИФ" участникам Программы и заинтересованным организациям;

- выполнено сопровождение и актуализация базы данных белорусского (http://www.skif.bas-net.by) и российского (http://skif.pereslavl.ru) WEB-сайтов программы "СКИФ";

- проведены исследования и ряд экспериментов по разработке метакластерных архитектур семейства "СКИФ" (модернизация телекоммуникационной инфраструктуры программы "СКИФ" позволила задействовать для решения одной задачи две установки, находящиеся на расстоянии порядка 700-800 километров друг от друга. Суммарная пиковая производительность первой метакластерной установки такого рода составила около 200 Гфлопс).

Задание 20 "Создать инструментальные средства проектирования интеллектуальных систем на базе суперкомпьютера и разработать на их основе универсальную моделирующую среду":

- завершена разработка и проведены приемочные испытания прикладной программной системы извлечения информации из текстов (ПС INEX) на аппаратно-программной платформе "СКИФ", ПД присвоена литера "О_1" в установленном порядке;

- завершена разработка и проведены приемочные испытания программной системы инструментальных средств проектирования интеллектуальных систем, ПД присвоена литера "О_1" в установленном порядке.

Задание 21 "Обеспечить научно-техническое и организационное сопровождение выполнения совместной программы"

- заключены договора с заказчиками-координаторами Программы от РБ и РФ и с соисполнителями работ по программе "СКИФ"; организовано представление результатов по программе "СКИФ" на презентациях, выставках, различных научных конференциях, в средствах массовой информации;

- организована и проведена международная научная конференция "Суперкомпьютерные системы и их применение";

- подготовлены и проведены государственные испытания суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ К-500" и "СКИФ К-1000".


4. Механизм реализации Программы, организация управления и контроля


С целью обеспечения эффективной реализации программных мероприятий по созданию семейства суперкомпьютеров "СКИФ" подготовлено Решение по структуре организационного и научно-технического управления Программой. Решение согласовано с руководителями предприятий - основных исполнителей Программы и утверждено Президентом НАН Беларуси. В соответствии с Решением структура организационного и научно-технического управления Программой включает:

- заказчиков-координаторов Программы от РБ и РФ;

- головных исполнителей Программы от РБ и РФ;

- научных руководителей Программы от РБ и РФ;

- исполнительных директоров Программы от РБ и РФ;

- главных конструкторов направлений;

- руководителей тем;

- главных конструкторов прикладных суперкомпьютерных систем.

Ежегодно заказчики-координаторы Программы от РБ и РФ заключают договора с головными исполнителями Программы от РБ и РФ. В свою очередь головные исполнители Программы от РБ и РФ заключают договора с соисполнителями работ по программе "СКИФ" от РБ и РФ соответственно.

Приемка выполненных работ по договорам осуществляется в соответствии с техническими заданиями и календарными планами; контроль за расходованием бюджетных средств Программы осуществляется в строгом соответствии с условиями договоров и в установленном порядке на территории Российской Федерации и Республики Беларусь.


5. Оценка эффективности реализации Программы и перспектив развития суперкомпьютерного направления


Комплексное выполнение мероприятий Программы завершено в 2004 году. Результаты реализации Программы "СКИФ" являются существенным научно-техническим и организационным заделом для дальнейшего развития суперкомпьютерного направления, в том числе, для формирования новых программ Союзного государства по развитию суперкомпьютерного направления "СКИФ".

Одним из важнейших результатов Программы является формирование команды исполнителей с тесными кооперационными связями, способного решать технические задачи любой сложности в суперкомпьютерной отрасли. Создание суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ К-500" и "СКИФ К-1000" позволяет утверждать, что сегодняшний научный и технологический уровень коллектива исполнителей Программы соответствует мировому уровню и имевшееся отставание в этой части, фактически, ликвидировано. Поэтому, крайне необходимо, создать условия для сохранения команды исполнителей, которая могла бы продолжить работу, направленную на удержание достигнутых позиций в части суперкомпьютерных технологий. Любое иное развитие событий сведет на нет усилия и средства, вложенные в программу "СКИФ". Это обстоятельство (наряду с созданным научно-техническим заделом) является важнейшим обоснованием необходимости формирования новых программ Союзного государства по развитию суперкомпьютерного направления "СКИФ".

С учетом созданного в рамках программы "СКИФ" научно-технического задела главной целью формирования новых программ Союзного государства по развитию суперкомпьютерного направления "СКИФ" может быть освоение и адаптация передовых зарубежных и отечественных наукоемких технологий на отечественных суперкомпьютерных конфигурациях семейства "СКИФ", внедрение этих технологий в основных отраслях гражданской и военной промышленности и социально-экономической сфере Союзного государства, оптимизация отечественных суперкомпьютерных конфигураций семейства "СКИФ" с учетом требований современных наукоемких технологий и специфики их приложений.

Суперкомпьютеры семейства "СКИФ" являются базой для реализации формируемой Национальной академии наук Беларуси Министерства образования и науки Российской Федерации научно-технической программы Союзного государства "Развитие и внедрение в государствах-участниках Союзного государства наукоемких компьютерных технологий на базе мультипроцессорных вычислительных систем" (шифр "ТРИАДА").

Данная программа является комплексной, объединяющей приоритетные проекты, нацеленные на решение ключевых проблем использования суперкомпьютерных технологий в наиболее важных областях приложений. Развитие и внедрение наукоемких технологий на базе суперкомпьютеров позволит решить проблемы поднятия уровня промышленности в РБ и в РФ, сделает реальным выход на мировой рынок интеллектуальных информационных продуктов и услуг, что возможно благодаря сохранившимся еще мощным школам по фундаментальным наукам (математика, физика, механика и др.), способным решать уникальные научно-технические задачи.

Применение наукоемких технологий инженерного проектирования крайне актуально. В настоящее время имеется отставание от ведущих мировых держав в применении современных наукоемких информационных технологий компьютерного проектирования (CAD-технологии) и инженерного анализа (CAE-технологии), планирования и управления производством на основе данных об изделии (CAM и PDM-технологии) и других технологий, объединяемых в комплекс CALS-технологий.

С проблематикой расчетов для машиностроительных отраслей промышленности и оптимизацией проектных решений связаны направления исследований:

- организация параллельных вычислительных процессов в инженерных расчетах, создание высокоточных эффективных методов и на их основе пакетов наукоемких технологий, ориентированных на суперкомпьютерные вычислительные системы;

- проблемы адекватности, точности и масштабируемости, возникающие при решении задач из области CAE - приложений, аэрогидродинамики и электромагнитных расчетов на суперкомпьютерных вычислительных системах с использованием пакетов мирового уровня;

- разработка научно-методических основ применения наукоемких информационных CAE - технологий на базе кластерных высокопроизводительных мультипроцессорных вычислительных систем.

Предложения по формированию программы "ТРИАДА" одобрены Постановлением Совета Министров Союзного государства от 17.11.2004 года.

На базе результатов программы "СКИФ" могут быть сформированы и другие (наряду с программой "ТРИАДА") направления - защита информации, специальные условия эксплуатации и т.п. Однако, все эти направления перспективны лишь при развитии стратегического направления - оптимизации отечественных суперкомпьютерных конфигураций семейства "СКИФ" с учетом специфики требований современных наукоемких технологий и других суперкомпьютерных приложений. Развитие этого стратегического направления предусмотрено в предложении Национальной академии наук Беларуси и Федерального агентства по науке и инновациям Российской Федерации о разработке научно-технической программы Союзного государства "Разработка и использование программно-аппаратных средств GRID-технологий и перспективных высокопроизводительных (суперкомпьютерных) вычислительных систем семейства "СКИФ"" на 2006 - 2009 гг. (шифр "СКИФ-ГРИД").

Актуальность разработки программы "СКИФ-ГРИД" определяется необходимостью своевременного освоения новых технологий высокопроизводительных вычислений, их адаптации к технологическому и организационному укладу государств-участников, решения вопросов информационной безопасности создаваемых средств для специальных приложений. Актуальность программы определяется также потребностью в достижении мирового уровня разработок в области высокопроизводительных вычислений, необходимостью развития разработок и производства союзной высокопроизводительной вычислительной техники с целью недопущения отставания в этой критической области.

Главной целью программы "СКИФ-ГРИД" является освоение и адаптация передовых наукоемких технологий на перспективных суперкомпьютерных платформах, оптимизация суперкомпьютерных конфигураций семейства "СКИФ", ориентированных на построение на их основе ГРИД-компьютерных сетей, т.е. создание новой технологической базы для повышения конкурентоспособности промышленности.

Анализ современных тенденций в области высокопроизводительных вычислений показывает, что во всем мире развитие новых средств и технологий будет продолжаться ускоряющимися темпами. Последние несколько лет наиболее перспективным направлением организации высокопроизводительных вычислений стали ГРИД-технологии.

В настоящее время практически в каждой развитой стране развернуты национальные ГРИД-проекты, имеющие целью создание соответствующей инфраструктуры и развитие технологий, обеспечивающих удаленный доступ к разнообразным вычислительным ресурсам независимо от места расположения потребителя (например, подобную программу недавно приняла даже Болгария).

В Европе все работы по этой технологии координируются в рамках проекта Data GRID (в него уже вложено 9,8 млрд. евро), а в Великобритании для разработок по GRID создан отдельный государственный орган.

Объем инвестиций в GRID-проекты с 2003 по 2008 гг. вырастет по прогнозам в 20 раз (с 250 млн. до 4,9 млрд. долларов США).

Главной целью программы "СКИФ-ГРИД" является освоение и адаптация передовых наукоемких технологий на перспективных суперкомпьютерных платформах, оптимизация суперкомпьютерных конфигураций семейства "СКИФ", ориентированных на построение на их основе ГРИД-компьютерных сетей, т.е. создание новой технологической базы для повышения конкурентоспособности промышленности.

Комплексная реализация мероприятий по развитию суперкомпьютерных технологий позволит выйти на собственный путь развития конкурентоспособной высокопроизводительной вычислительной техники, уровень которой будет соответствовать прогнозируемым требованиям со стороны широкой категории пользователей. Полученные результаты будут способствовать форсированному технологическому перевооружению ключевых отраслей национальной промышленности, их реформированию с целью достижения мирового уровня качества продукции на базе новейших наукоемких информационных технологий и суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ".

Конкретные практические результаты, достигнутые по программе "СКИФ" в 2000 - 2004 годах, подтверждают высокую квалификацию российских и белорусских специалистов и высокую эффективность использования средств по Программе. Так, в выпущенном образце "СКИФ К-1000" достигнуты:

- пиковая производительность 2,5 TFlops, реальная на задаче Linpack -2,0 TFlops, что позволило данной установке войти в первую сотню (N 98) престижного рейтинга top-500;

- удельная стоимость/производительность: менее $1 000 000 за TFlops, что в разы (и даже на порядок) лучше импортных аналогов (HP, IBM и др.);

- высокий КПД (отношение реальной производительности к пиковой) - 80% .

Важнейший практический результат выполнения программы "СКИФ" - выпуск 16 образцов кластерных суперкомпьютеров с пиковой производительностью в диапазоне от десятков миллиардов до нескольких триллионов операций в секунду, а также создание суперкомпьютерного центра коллективного пользования.

Проблема создания суперкомпьютерного центра коллективного пользования возникла в связи с отставанием от ведущих мировых держав в развитии и применении новейших наукоемких информационных технологий, нацеленных на решение сложных задач машиностроения, биотехнологии, геологоразведки, контроля окружающей среды, транспорта и связи, государственных, коммерческих, военных и других приложений.

Программные же и аппаратные компоненты наукоемких информационных технологий, разработанные западными фирмами, из-за своей высокой цены недоступны подавляющему большинству белорусских промышленных предприятий. Это оборачивается невозможностью создания современной конкурентоспособной на внутреннем и внешнем рынках продукции как гражданского, так и оборонного назначения.

Для эффективного решения задач на базе наукоемких технологий для различных областей применения необходимо использование принципиально новых суперкомпьютерных технологий обработки данных в широком диапазоне производительности - от 10-100 ГФлопс до вычислительных систем с массовым параллелизмом сверхвысокой производительности (триллионы операций в секунду).

Применение суперкомпьютерных систем и наукоемких программных продуктов актуально также и в таких приложениях, как банки данных, информационно-аналитические системы, ситуационные центры управления, системы управления в реальном масштабе времени, боевые информационно-управляющие системы и др.

Проблема усугубляется также и крайней сложностью освоения современных наукоемких программных систем мирового уровня. Необходима инфраструктура, предоставляющая комплексные услуги по внедрению основных компонентов наукоемких информационных технологий, в т. ч. предоставление доступа к суперкомпьютерным вычислительным ресурсам, консультации по выбору и применению технологий, сопровождение компьютерных средств и программного обеспечения, обучение и др.

С учетом вышеизложенного, на Бюро Президиума Национальной академии наук (Постановление Бюро Президиума от 09.09.2004 N 503) было принято решение о создании в 2004 году в ОИПИ НАН Беларуси на базе суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ" Суперкомпьютерного центра коллективного пользования с возможностью удаленного доступа к его вычислительным ресурсам.

Создание суперкомпьютерного центра в ОИПИ НАН Беларуси для развития и внедрения наукоемких информационных технологий обеспечит предоставление услуг для решения наукоемких задач, возникающих в промышленности и в других областях народного хозяйства, требующих компьютерных и информационных ресурсов, владение которыми недоступно или экономически нецелесообразно для отдельных организаций.

Создание суперкомпьютерного центра будет способствовать форсированному технологическому перевооружению ключевых отраслей промышленности, их реформированию с целью достижения мирового уровня качества продукции на базе новейших наукоемких информационных технологий.

Предпосылкой получения экономического эффекта от реализации Программы является комплексный подход, базирующийся на единой идеологии создания семейства недорогих моделей суперкомпьютеров с параллельной архитектурой, предназначенных для оптимального решения широкого класса задач с большими объемами вычислений. Интегральный экономический и политический эффект от комплексной реализации Программы "СКИФ" обеспечивается тем, что ее результаты будут способствовать форсированному технологическому перевооружению ключевых отраслей промышленности стран - участниц Союзного государства, их реформированию с целью достижения мирового уровня качества продукции на базе новейших наукоемких информационных технологий и суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ".

Практическое использование результатов программы "СКИФ" позволит получить:

а) прямой экономический эффект:

- поставки суперкомпьютерной техники и программного обеспечения собственного производства в заинтересованные предприятия Беларуси и России;

- сокращение средств на импорт аппаратных средств параллельных высокопроизводительных вычислений;

- сокращение средств на закупку программного обеспечения для организации параллельных высокопроизводительных вычислений (годовые потребности Беларуси и России оцениваются в несколько миллионов долларов);

- экспортные возможности поставок собственных аппаратных и программных средств для организации параллельных высокопроизводительных вычислений в развивающиеся страны, которые испытывают большой интерес к обладанию суперкомпьютерными технологиями, и ограничения в доступе к таким технологиям со стороны высокоразвитых стран.

б) прямой социальный эффект:

- поддержка собственных разработчиков аппаратных и программных средств для параллельных высокопроизводительных вычислений;

- создание рабочих мест в наукоемких отраслях, сдерживание "утечки мозгов", подготовка и переподготовка кадров для суперкомпьютерной отрасли.

в) прямой политический эффект:

- обладание критической технологией;

- уменьшение зависимости Беларуси от внешних поставок суперкомпьютерного оборудования и программного обеспечения;

- повышение престижа стран, как разработчиков суперкомпьютерных технологий.

г) технологический эффект; дополнительные (вторичные, косвенные) эффекты:

- развитие аппаратных и программных средств для параллельных высокопроизводительных вычислений и средств автоматизации параллельных вычислений приведет к высокой доступности суперкомпьютеров для предприятий наших стран, к облегчению реализации параллельных программ, к расширению использования суперкомпьютерных технологий в различных областях науки, техники и промышленности. Это позволит осуществить технологический прорыв в этих важнейших направлениях, что приведет к дополнительным (вторичным, косвенным) экономическим, политическим и социальным эффектам.


6. Выводы и предложения


- В рамках Программы создан научно-технический задел, необходимый для практического внедрения суперкомпьютерных технологий в наиболее важных областях приложений.

- Реализация завершающего этапа, включая разработку образца суперкомпьютера триллионного диапазона производительности, позволила создать в ОИПИ НАН Беларуси суперкомпьютерный центр коллективного пользования, обеспечивающий расчеты в интересах различных предприятий и учреждений стран-участниц.

- Создание суперкомпьютерного центра для развития и внедрения наукоемких информационных технологий обеспечит предоставление услуг для решения наукоемких задач, возникающих в промышленности и в других областях народного хозяйства, требующих компьютерных и информационных ресурсов, владение которыми недоступно или экономически нецелесообразно для отдельных организаций.

- Комплексная реализация мероприятий Программы позволила в сравнительно короткие сроки при относительно небольших затратах выйти на собственный путь развития конкурентоспособной высокопроизводительной вычислительной техники, уровень которой соответствует прогнозируемым требованиям со стороны широкой категории пользователей.

- Результаты реализации программы "СКИФ" являются существенным научно-техническим и организационным заделом для дальнейшего развития суперкомпьютерного направления, в том числе для формирования новых программ Союзного государства по развитию суперкомпьютерного направления "СКИФ".


 Директор Института                     Генерального директора
 программных систем РАН,                ОИПИ НАН Беларуси,
 научный руководитель и                 научный руководитель программы
 исполнительный директор программы      "СКИФ" от Республики Беларусь
 "СКИФ" от Российской Федерации

         ____________ С. М. Абрамов         ____________ С. В. Абламейко
 "____" _____________ 2004 г.           "____" _____________ 2004 г.

                                        Исполнительный директор
                                        программы "СКИФ" от
                                        Республики Беларусь,
                                        заведующий отделом
                                        ОИПИ НАН Беларуси

                                             ____________ Н.Н. Парамонов
                                        "____" _____________ 2004 г.


Постановление Совета Министров Союзного государства от 21 апреля 2005 г. N 17 "Об итогах выполнения программы Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе"


Настоящее постановление вступает в силу со дня его подписания


Текст постановления официально опубликован не был


Текст документа на сайте мог устареть

Вы можете заказать актуальную редакцию полного документа и получить его прямо сейчас.

Или получите полный доступ к системе ГАРАНТ бесплатно на 3 дня


Получить доступ к системе ГАРАНТ

(1 документ в сутки бесплатно)

(До 55 млн документов бесплатно на 3 дня)


Чтобы приобрести систему ГАРАНТ, оставьте заявку и мы подберем для Вас индивидуальное решение