HPC на острие прогресса
Параллельно с ростом объемов данных, требующих хранения и обработки, расширяются возможности компьютерных систем. Возможно, уже не так быстро, как десять лет назад, огромные вычислительные мощности становятся доступными все большему количеству компаний и людей. Кроме того, на пик популярности выходят HPC-системы (от англ. high performance computing – высокопроизводительные вычисления).
По сути, основная технологическая гонка сегодня идет в сфере суперкомпьютеров – в ней принимают участие все развитые страны, но наиболее острая борьба разворачивается между США и Китаем. Ситуация чем-то напоминает соперничество между СССР и США в области покорения космоса в период 1957–1975 гг.
20 июля 2019 года мир отметил 50-ю годовщину посадки космического аппарата «Аполлон-11» (Apollo 11) на Луну. В канун празднования этого события специалисты американской корпорации IBM, принимавшей особое участие в IT-обеспечении «лунной миссии», сравнили возможности своего мейнфрейма IBM System/360, использованного в ее рамках, и самого быстрого на сегодняшний день суперкомпьютера IBM Summit. В итоге выяснилось: если первый имел объем памяти чуть больше 2 Мбайт и мог выполнять 16,6 млн инструкций в секунду, то второй рассчитан на 200 квадриллионов вычислений в секунду – то есть в 12 млрд раз быстрее, а объем его памяти превышает 10 Пбайт, что в 5 млрд раз больше! И количество транзисторов в системах 60–70-х годов исчислялось десятками и сотнями тысяч, а сегодня в одном только процессоре их несколько миллиардов!
Выбрав в качестве фона эту знаменательную космическую дату, мы решили выяснить у непосредственных участников российского HPC-рынка, каковы перспективы нашей страны на столь сложном технологическом поприще?
HPC-востребованность
Руководитель отдела облачных сервисов компании «Онланта» (ГК ЛАНИТ) Олег Коновалов убежден, что HPC-вычисления наиболее востребованы там, где необходимо обрабатывать большие объемы данных, где пытаются решать или уже решают задачи с помощью ИИ и нейронных сетей. В свою очередь Михаил Орленко, руководитель департамента серверных и сетевых решений Dell Technologies в России, Казахстане и Центральной Азии, добавляет, что в последнее время высокопроизводительные вычисления все шире применяются в сфере научных изысканий, геологоразведке, при создании новых материалов и новых видов продукции.
Михаил Орленко (Dell Technologies):
Директор департамента инфраструктурных решений IBM в России и СНГ Андрей Солуковцев среди пользователей таких систем выделяет госсектор, сегмент финансовых услуг, нефтегазовый комплекс, ретейл, СМИ и индустрию развлечений. Все заметнее высокопроизводительные вычисления начинают применяться и в электронной торговле, при решении задач ИИ (где эффективные скорости уже экзафлопсного порядка!) и в здравоохранении (на больших данных).
Андрей Солуковцев (IBM):
Специалист по продажам HPC- и систем искусственного интеллекта Hewlett Packard Enterprise (HPE) в России Вячеслав Елагин отмечает, что высокопроизводительные вычисления давно перестали быть исключительно нишевым решением и, помимо моделирования и обработки больших данных, все шире применяются в развивающихся технологиях машинного обучения. В частности, к традиционным сегментам разработки новых лекарств, материалов, деталей машин, области научных исследований прибавился большой пласт повседневных задач, где НРС вдруг тоже стали востребованы: это видеоаналитика, системы ИБ, распознавания образов, голоса, рукописных текстов и др. Подчеркивая, что первыми высокопроизводительной аналитикой воспользовались финансовые структуры, которым оказались близки сложные экономические модели и у которых скопился достаточный объем данных для машинного обучения, г-н Елагин отметил, что сегодня даже в сельском хозяйстве есть место для таких решений: например, «умная» система распознавания образов обучена искать полезное растение и вносить удобрение только вокруг него. С каждым годом эта сфера расширяется – НРС приходят в страховой бизнес, телеком, розничную торговлю, энергетику, транспорт.
Вячеслав Елагин (HPE):
Ведущий специалист по суперкомпьютерам Lenovo Андрей Сысоев говорит, что основными заказчиками HPC сегодня выступают организации, которым необходимы сложные и ресурсоемкие вычисления: в основном это университеты, НИИ, промышленные, нефтегазовые, сервисные компании, метеорологические бюро, телеком, финансовый бизнес. А в коммерческих сегментах рынка это работа с большими данными (Map Reduce, Deep Learning, Machine Learning): HPC используют ретейлеры, интернет-гиганты, государственные службы и пр.
Системный аналитик управления системных решений компании «Техносерв» Александр Голышко уверен, что HPC-технологии прежде всего необходимы там, где решаются мировые научные проблемы. Так, развитые страны используют их в интересах государственной безопасности, в частности для прогнозирования угроз техногенных аварий, актов терроризма. На следующем уровне – промышленная и исследовательская сферы: производство, здравоохранение, нефтегазодобыча, естественные науки и, разумеется, финансы. Требует серьезных вычислительных ресурсов решение таких сложных задач, как прогнозирование природных катастроф, лечение пока еще неизлечимых заболеваний, исследование Вселенной и многое-многое другое. Так что отнюдь не всегда потребителем HPC-решений является бизнес, резюмирует г-н Голышко.
Сергей Платонов (RAIDIX):
Заместитель генерального директора по стратегии компании RAIDIX Сергей Платонов говорит, что если вынести за скобки традиционные сферы – госпроекты и академические исследования, то применение НРС перспективно в первую очередь в таких отраслях, как здравоохранение, финансы (сервисы и страхование), добыча полезных ископаемых, производство и инженерные работы. Постепенно к лидерам подбирается и транспортная отрасль.
Евгений Лагунцов (Cisco):
Ведущий системный инженер-консультант по серверным решениям Cisco в России и СНГ Евгений Лагунцов поясняет, что до недавнего времени основными потребителями HPC выступали предприятия авиационной промышленности и нефтегазовые компании, ориентированные на использование специализированного коммерческого ПО. Но в последнее время спрос на такие системы активно растет и со стороны, казалось бы, нетипичных отраслей, таких как банковский сектор, производство, ретейл: их подходы к решению задач активно развиваются, ведется собственная разработка, что в конечном итоге дает значимые, осязаемые и измеряемые результаты, заключает г-н Лагунцов.
Роман Гоц (Atos):
Директор департамента «Большие данные и безопасность» компании Atos Роман Гоц добавляет, что в последнее время этот список пополняется сегментами, связанными с развитием и масштабным использованием ИИ/МО-систем в науке и промышленности.
Андрей Шапошников, заместитель директора технического центра «Инфосистемы Джет»:
Российские особенности
Мнения относительно специфики развития HPC в России по сравнению с остальным миром довольно сильно разнятся. Так, Олег Коновалов (ГК ЛАНИТ) считает, что глобальных различий нет, а наше историческое отставание от западных коллег в области ИТ выражается исключительно в массовости: если у нас несколько десятков проектов, то у них на порядок больше. К тому же, подчеркивает он, многие российские компании-разработчики используют западные облачные HPC-мощности.
Андрей Солуковцев (IBM) напоминает, что в первой сотне свежего списка TOP500.org мы видим только один суперкомпьютер, установленный в России, тогда как уже в первой десятке, помимо США, стоят Германия, Китай, Швейцария и Япония. Данный ранкинг, по его мнению, отражает масштабы текущего спроса на высокопроизводительные вычисления в разных странах, предпочтения и возможности местных заказчиков.
Вячеслав Елагин (HPE) подчеркивает, что традиционные HPC-подходы используются в России так же, как и в остальном мире – те же приложения, например с открытым кодом, или коммерческие фреймворк-среды. Однако безусловная разница в масштабах: Россия отстает по вычислительным мощностям, досадует он.
Андрей Сысоев (Lenovo):
В свою очередь Андрей Сысоев (Lenovo) уверен, что HPC в России вполне зрелый сегмент рынка: многие заказчики знают, что это такое, а главное – для чего это необходимо. Но не стоит забывать, что уже в 2021 году должна появиться первая машина экзафлопсного масштаба. Произойдет это, скорее всего, в США, Китае, Японии или одной из стран Западной Европы, что наглядно характеризует положение с HPC в мире.
Александр Голышко («Техносерв»):
Александр Голышко («Техносерв») приводит убедительную статистику – объем глобального рынка HPC-серверов продолжает расти: за прошлый год их продано почти на $14 млрд, но все они зарубежного производства. На суперкомпьютеры в мире потрачено $5,4 млрд, из которых на Россию традиционно приходится 0,5–1%. HPC – флагман развития новых технологий, поясняет он, но есть мнение, что отечественному суперкомпьютингу не хватает задач. Однако по закону Мура вычислительная мощность компьютеров удваивается лишь за полтора года, а новые задачи могут появляться непрерывно, причем решение одних порождает возникновение следующих, более сложных. Растущая доступность вычислительных мощностей также стимулирует стремительное развитие технологий и конкуренцию между IT-компаниями. Внедрение «Интернета вещей», межмашинного взаимодействия и систем на основе ИИ служит дополнительным фактором развития рынка HPC, считает г-н Голышко.
По мнению Сергея Платонова (RAIDIX), в России значительно превалирует доля государственных и академических проектов, что связано как с небольшим количеством крупных компаний в ключевых отраслях, так и с некоторой медлительностью процесса внедрения новых технологий (два-три года).
Чтобы глубже понять, в чем разница, Роман Гоц (Atos) предлагает сравнить программы масштаба Exascale по развитию HPC-вычислений в мире. Так, США: несколько локальных производителей и бюджет на программу составляет миллиарды долларов. Китай: несколько локальных производителей, бюджет на программу – миллиарды долларов. Япония: один локальный производитель, бюджет – миллиард долларов. Европа: много различных производителей во всех странах и бюджет – также миллиарды долларов. И наконец, Россия: программа и бюджет отсутствуют. Как уверяет г-н Гоц, это не исключает бюджетов локальных организаций, государственных и коммерческих, на развитие своих проектов, но отражает позицию государств по поводу HPC-вычислений и их необходимости для конкурентоспособности экономики.
Опубликовано 20.08.2019
Олег Коновалов (ГК ЛАНИТ):