НЦФМ провел вторую школу о суперкомпьютерных технологиях

Вторая Всероссийская школа-семинар «Центр исследования архитектур суперкомпьютеров» для студентов, аспирантов и молодых ученых завершила свою работу в Сарове. 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.

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.

«Школы с участием ведущих ученых 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 академик.

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... 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».

По программе школы ведущие ученые страны прочитали 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 учуных 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 был проведен научный семинар НЦФМ, посвященный проблемам реализация базовых алгоритмов квантовых вычислений на ионной платформе.

Участники школы, студенты и молодые ученые 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».