СКИФ раскидывает сети

Анатолий КРИШТОФИК, исполнительный директор программы «СКИФГРИД» от Республики Беларусь.

Важнейшим аспектом сотрудничества России и Беларуси в рамках Союзного государства является формирование и эффективное функционирование общего научно-технологического и информационного пространства. Основополагающую роль в решении данного вопроса играют союзные программы по этому направлению. Одним из ведущих направлений в этой области является направление развития и использования суперкомпьютерных технологий, что, по мнению ведущих специалистов, относится к стратегическим ресурсам развитых стран. В последнее время наиболее перспективным направлением организации высокопроизводительных вычислений стали грид-технологии.
Термин Grid (сетка, решетка) начал использоваться с середины 1990-х годов и был выбран по аналогии с сетями передачи и распределения электроэнергии (Power Grids). Когда человек включает электроприбор, он не знает и не хочет знать, откуда приходит электроэнергия. В информационных грид-технологиях, когда человек решает задачу или получает данные, он не знает, где эта задача решается или откуда он получил данные.
Развитие и внедрение грид-технологий носят стратегический характер. В ближайшей перспективе эта технология позволит создать принципиально новый вычислительный инструмент для развития высоких технологий в различных сферах человеческой деятельности, в том числе в таких направлениях, как нанотехнологии, авиа- и машиностроение, космос, энергетика и др.
Идейной основой грид-технологии является объединение ресурсов путем создания компьютерной инфраструктуры нового типа, обеспечивающей глобальную интеграцию информационных и вычислительных ресурсов на основе сетевых технологий и специального программного обеспечения промежуточного уровня (между базовым и прикладным программными обеспечениями), а также набора стандартизованных служб для обеспечения надежного совместного доступа к географически распределенным информационным и вычислительным ресурсам (отдельным компьютерам, кластерам, хранилищам информации и сетям).
Применение грид-технологии может обеспечить новый качественный уровень, а иногда и реализовать принципиально новый подход к обработке огромных объемов экспериментальных данных, обеспечить моделирование сложнейших процессов, визуализацию больших наборов данных, сложные бизнес-приложения с большими объемами вычислений. Это технологии будущего, опережающие на 3-5 лет существующие потребности. Можно с уверенностью сказать, что грид-технологии – это технологии энергетики, освоения космоса, изучения земли, это новые открытия.

Почему это направление получило широкое развитие в мире? Существующие вычислительные ресурсы, в том числе персональных компьютеров, кластеров, широко использующихся во всех организациях, учреждениях, по сути, используются только на 10-15%. И для их более широкого использования создается грид-инфраструктура. И когда ПК подключен к этой сети, пользователь, разрабатывая какой-то документ, может и не знать, что на его компьютере в это же время кто-то считает свои задачи. Получается, что существующие мощности загружаются и полноценно используются для задач, требующих больших ресурсов. Следовательно, не надо закупать новое оборудование, а эффективно использовать уже существующее. Владелец, добровольно предоставляя свои ресурсы в грид-инфраструктуру, также может ею пользоваться. А ведь для разработки новой техники, например самолета, требуются большие ресурсы – до десятков тысяч процессоров. А где их взять? Вот и приходят на помощь разработчикам грид- и суперкомпьютерные технологии. Ведь имея сравнительно небольшие суперкомпьютерные установки, создаются огромные ресурсы и предоставляется к ним доступ.
Эти технологии широко развиваются во всем мире, особенно в научной сфере. Создана и постоянно развивается общеевропейская грид-сеть. Беларусь сейчас стала ее полноправным участником, участвует в выполнении 7-й рамочной программы европейской комиссии, а российский сегмент РДИГ/EGEE (Российский Грид для интенсивных операций с данными) для решения задач в физике высоких энергий успешно функционирует с 2003 года.
Программа Союзного государства «СКИФ-ГРИД» выполняется уже второй год. Это новый виток в развитии и использовании суперкомпьютерных технологий на основе использования грид-технологий. Цель – создание опытного участка белорусско-российской грид-сети.
Создание полноценной грид невозможно без развития суперкомпьютерных технологий. Это второе, важнейшее направление Программы. И хотелось бы отметить, что суперкомпьютерные технологии Союзного государства «СКИФ» занимают достойное место в мировом рейтинге. Они признаны ведущими мировыми лидерами в области вычислительной техники. Об этом свидетельствуют белорусские и российские суперкомпьютеры, последняя разработка «СКИФ-МГУ». Суперкомпьютерные технологии широко используются для выполнения сложных расчетов, моделирования, замены сложных дорогостоящих натурных испытаний виртуальными. И это приносит прибыли. Надо только научиться эффективно их использовать и подготовить соответствующих специалистов. К сожалению, освоение этих технологий проходит медленно, особенно промышленностью.
Краеугольным камнем развития и использования грид- и суперкомпьютерных технологий является телекоммуникационная инфраструктура. Эти технологии требуют использования хороших каналов передачи данных – не менее 1 Гбит в секунду. И нам есть над чем поработать в рамках Союзного государства.
При создании грид-технологий на повестку дня выходят вопросы создания удостоверяющих центров для выдачи сертификатов ресурсов, служб и пользователей грид-инфраструктуры. Выходом является унификация законодательства в области информационных технологий, их безопасности, принятие единых стандартов в области криптографии. Это существенно снижает объемы аппаратно-программных средств и в электронном документообороте Союзного государства, и в общей грид-инфраструктуре, обеспечивает создание единых удостоверяющих центров, уменьшает выполняемые работы. И мне кажется, что в этом направлении надо активнее работать, особенно при выполнении союзных программ по созданию общего информационного пространства, единой системы защиты информации.