Суперкомпьютер НИУ ВШЭ удвоил свою производительность

© Михаил Дмитриев / Высшая школа экономики

Пиковую производительность суперкомпьютера НИУ ВШЭ «cHARISMa» удалось увеличить в два раза — до 2 петафлопс (2 квадриллиона операций над числами двойной точности с плавающей запятой в секунду). Таким образом Вышка обогнала по вычислительной производительности НИЦ «Курчатовский институт». Среди университетских суперкомпьютеров впереди остались только «Ломоносов-2» МГУ и «Политехник» СПбГПУ. Благодаря своевременному расширению суперкомпьютерный комплекс «cHARISMa» третий год сохраняет достойную 6-ю позицию в рейтинге топ-50 мощнейших суперкомпьютеров СНГ. 

В то же время суперкомпьютерные технологии нашли эффективное применение не только в науке и промышленности России, но и в крупном бизнесе. На первых строчках рейтинга топ-50 суперкомпьютеров СНГ стали появляться такие бизнес-гиганты, как Сбербанк и МТС. Организации, владеющие высокопроизводительными комплексами и возможностями обучить искусственный интеллект лучше, чем конкуренты, сейчас  получают существенные преимущества на рынке. Удвоение производительности суперкомпьютера НИУ ВШЭ показывает, что университет идет в ногу со временем.

Высокопроизводительный вычислительный кластер «cHARISMa» (Computer of HSE for Artificial Intelligence and Supercomputer Modelling) был запущен в Вышке в начале 2019 года. Его ресурсы предназначены для поддержки проведения фундаментальных и прикладных научных исследований в части компьютерного моделирования, анализа больших данных, машинного обучения и т.п. Также «cHARISMa» используется в учебном процессе для выполнения научных и научно-практических проектов, требующих применения суперкомпьютерных систем. Благодаря суперкомпьютеру университет выигрывает новые гранты и выполняет высокотехнологичные научно-технические работы. Только за 2020 год финансирование исследований, выполняемых с использованием суперкомпьютера, составило более 570 млн рублей. На «cHARISMa» выполняются сотни проектов, такие как «Разработка новых методов предсказания и анализа хаотических временных рядов» Департамента анализа данных и искусственного интеллекта ФКН; «Атомистическое и континуальное моделирование в задачах физики» Международной лаборатории суперкомпьютерного атомистического моделирования и многомасштабного анализа НИУ ВШЭ; «Изучение и усовершенствование современных методов ансамблирования нейронных сетей» Центра глубинного обучения и байесовских методов лаборатории компании Самсунг ФКН; «Расчет свободной энергии сольватации лекарственных соединений в скСО2» департамента прикладной математики МИЭМ; «Анализ эпидемии коронавируса в России» Международной лаборатории статистической и вычислительной геномики «Разработка алгоритмов мюонной идентификации для LHCB» Научно-учебной лаборатории методов анализа больших данных ФКН и многие другие.

Дмитрий Бондарь

«Для современного университета обязательно наличие суперкомпьютера. Это признак того, что в вузе активно развиваются естественно-научные направления: делать исследования мирового уровня без таких вычислительных машин невозможно. В рамках Программы развития НИУ ВШЭ мы поэтапно расширяем суперкомпьютерный комплекс и обеспечиваем все наши научные коллективы его вычислительными мощностями. Так мы повышаем конкурентоспособность университета», — говорит Дмитрий Бондарь,  исполняющий обязанности старшего директора по цифровой трансформации ВШЭ.

Как отмечает начальник отдела суперкомпьютерного моделирования Павел Костенецкий, сейчас в мире все исследования проводятся в виртуальном пространстве на суперкомпьютерах: «И только когда уже обнаружено идеальное теоретическое решение, ученые проверяют его на практике».

Павел Костенецкий

После расширения до 2 петафлопс суперкомпьютер Вышки может за секунду выполнять 2 квадриллиона операций с плавающей запятой, причем над числами двойной точности (с 20 знаками). «Столько операций один математик смог бы выполнить в уме примерно за 50 тысяч лет», — объясняет Павел Костенецкий. Именно в таком формате «cHARISMa» вошел в топ-50 лучших суперкомпьютеров СНГ. «Чтобы попасть в рейтинг, нужно выполнить общепринятый тест LINPACK, основанный на решении матрицы линейных уравнений большой размерности. Получить хороший результат на этом тесте — сложная и объемная задача, даже в некоторой мере искусство», — рассказывает начальник отдела суперкомпьютерного моделирования. Для начала, по его словам, суперкомпьютер должен быть в идеальном состоянии.

Даже пыль на одном из сотен коннекторов 200-гигабитных сетевых карт InfiniBand может приводить к деградации производительности кластера в несколько раз

Также важно, отмечает он, чтобы все вычислительные узлы были настроены абсолютно одинаково и на них использовались последние версии системных программ и микропрограмм. Кроме того, необходимо, чтобы с предельной нагрузкой во время тестирования справлялась система электропитания и охлаждения ЦОД. А дальше начинается длительная многоэтапная оптимизация настроек, чередующаяся с запусками сотен вариантов теста LINPACK.

Отдел суперкомпьютерного моделирования успешно решил поставленную задачу, благодаря чему суперкомпьютер НИУ ВШЭ сохранил позицию в быстро меняющемся топ-50 по СНГ. По словам начальника отдела, в период с 2022 по 2030 год также планируется дальнейшее увеличение производительности суперкомпьютерного комплекса. Научные коллективы подразделений Высшей школы экономики смогут проводить более ресурсоемкие исследования и успешно конкурировать с зарубежными учеными. Рост мощности суперкомпьютера будет сопровождаться вхождением НИУ ВШЭ в еще более престижный рейтинг — топ-500 суперкомпьютерных центров мира.