«СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Итоги суперкомпьютерной программы «СКИФ» Союзного государства и перспективы ее развития. - презентация

1 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Итоги суперкомпьютерной программы «СКИФ» Союзного государства и перспективы ее развития Материал к расширенной научной сессии ОИТВС РАН, посвященной 70-летию академика Е.П.Велихова, This presentation will probably involve audience discussion, which will create action items. Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentation In Slide Show, click on the right mouse button Select Meeting Minder Select the Action Items tab Type in action items as they come up Click OK to dismiss this box This will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered.

2 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИПС РАН головной исполнитель от России суперкомпьютерной Программы «СКИФ» Союзного государства Разработка и освоение в серийном производстве семейства моделей высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе Разработка и освоение в серийном производстве семейства моделей высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе This presentation will probably involve audience discussion, which will create action items. Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentation In Slide Show, click on the right mouse button Select Meeting Minder Select the Action Items tab Type in action items as they come up Click OK to dismiss this box This will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered.

3 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Структура исполнения Постоянный комитет Союзного государства Национальная академия наук Беларуси Федеральное агентство по науке и инновациям ОИПИ НАН Беларуси ИПС РАН Исполнители от РБ Исполнители от РФ Исполнители от РФ

4 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Опытные образцы и установки семейства «СКИФ»

5 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Выпуск образцов (16)

6 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Пиковая производительность образцов раз

7 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Linpack-производительность образцов раз

8 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Темпы развития отрасли (Linpack)

9 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Темпы развития отрасли (Linpack) Linpack- производи- тельность Рост за 4 года (разы) Linpack- производи- тельность Рост за 4 года (разы) TopSKIF185Top Top Top Top Top Top Top

10 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ K-500» (октябрь 2003, Минск) Разработчики ОИПИ НАН Беларуси ОИПИ НАН Беларуси УП «НИИ ЭВМ» УП «НИИ ЭВМ» Компания «Т-Платформы» Компания «Т-Платформы» ИПС РАН ИПС РАН Проект выполнен за 4 месяца

11 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Тестирование «СКИФ K-500» (Москва, сентябрь 2003) Проект выполнен за 4 месяца, удельная стоимость в пересчете на 1 TFlops (пик.): менее $700,000

12 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Минск: К-500 (сентябрь 2003) Производительность (пик/Linpack) 716,8 / 423,6 (471.6) GFlops Процессоров (Intel Xeon 2.8) 64 2 =128 шт. Число вычислительных узлов: 64 шт. Оперативная память: 64 2 = 128 ГБ Дисковая память: = ГБ Системная сеть 4x4х4 3D-тор SCI, D336 Вспомогательная сеть GB Ethernet

13 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства

14 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ К-1000» Разработчики Разработчики ОИПИ НАН Беларуси ОИПИ НАН Беларуси НИИ ЭВМ НИИ ЭВМ ИПС РАН ИПС РАН Т-платформы Т-платформы Этапы разработки Этапы разработки Исследования вариантов, разработка концепции: декабрь 2003 март 2004 Исследования вариантов, разработка концепции: декабрь 2003 март 2004 Подготовка ТТ: апрель 2004 Подготовка ТТ: апрель 2004 Подготовка тендерной документации, тендер: май 2004 Подготовка тендерной документации, тендер: май 2004 Исполнение: 15 июля 1 октября 2004, 2½ мес. Исполнение: 15 июля 1 октября 2004, 2½ мес.

15 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ К-1000» Пиковая производительность 2,5 триллиона оп./сек Пиковая производительность 2,5 триллиона оп./сек Linpack- производительность 2,0 триллиона оп./сек Linpack- производительность 2,0 триллиона оп./сек КПД = 80,1 % КПД = 80,1 % Весь проект выпуска «СКИФ К-1000»: всего лишь $ (в разы меньше чем у конкурентов) Весь проект выпуска «СКИФ К-1000»: всего лишь $ (в разы меньше чем у конкурентов) В тендере мы обошли предложения от именитых конкурентов: IBM, HP, Fujitsu-Simens В тендере мы обошли предложения от именитых конкурентов: IBM, HP, Fujitsu-Simens

16 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ К-1000»: сентябрь 2004

17 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ К-1000»: сентябрь 2004

18 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ К-1000»: состав оборудования СКИФ К-1000: удобная компоновка, легко масштабируется до 15 TFlops

19 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства СКИФ-ServNet v.2 Размер (66 × 33 мм) по сравнению с первой версией уменьшен примерно в 2 раза Размер (66 × 33 мм) по сравнению с первой версией уменьшен примерно в 2 раза

20 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства

21 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ К-1000» 98 место в мире (рейтинг Top500) 98 место в мире (рейтинг Top500) Сегодня в «первой сотне» разработки только из четырех стран: Союзного государства, США, Японии и Китая Сегодня в «первой сотне» разработки только из четырех стран: Союзного государства, США, Японии и Китая Ноябрь 2004: 1 место в мире по рейтингу TopCrunch (столкновение 3 автомобилей) Ноябрь 2004: 1 место в мире по рейтингу TopCrunch (столкновение 3 автомобилей) Ноябрь 2004: 1 место на всей территории ex- СССР (национальный рейтинг Top50) Ноябрь 2004: 1 место на всей территории ex- СССР (национальный рейтинг Top50)

22 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «СКИФ» в Top50 семь компьютеров «СКИФ» включены 7 декабря 2004 года в список пятидесяти самых мощных суперкомпьютеров СНГ (Тор50, под номерами 1, 6, 8, 20, 22, 32, 34 семь компьютеров «СКИФ» включены 7 декабря 2004 года в список пятидесяти самых мощных суперкомпьютеров СНГ (Тор50, под номерами 1, 6, 8, 20, 22, 32, 34 установки семейства «СКИФ» занимают 14% мест в списке установки семейства «СКИФ» занимают 14% мест в списке их суммарная пиковая производительность составляет 25% от суммы пиковых производительностей всех систем из Top50 их суммарная пиковая производительность составляет 25% от суммы пиковых производительностей всех систем из Top50 их суммарная Linpack-производительность составляет 33% от суммы Linpack- производительностей всех систем из Top50 их суммарная Linpack-производительность составляет 33% от суммы Linpack- производительностей всех систем из Top50

23 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Спецвычислители (ускорители) в установках семейства «СКИФ»

24 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Спецвычислитель ОВС приемочные испытания («О 1 ») опытного образца базового вычислительного модуля однородной вычислительной среды (ОВС) приемочные испытания («О 1 ») опытного образца базового вычислительного модуля однородной вычислительной среды (ОВС) 1000 процессоров (до 4000): 2 платы (до 8) × 20 СБИС × 25 процессоров 1000 процессоров (до 4000): 2 платы (до 8) × 20 СБИС × 25 процессоров системное ПО уровня ОВС диспетчер метапроцессов системное ПО уровня ОВС диспетчер метапроцессов средства программирования ОВС: графовый язык, система подготовки/отладки программ средства программирования ОВС: графовый язык, система подготовки/отладки программ

25 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Образец гибридной установки «СКИФ» (осень 2004)

26 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Спецвычислитель МНМС опытный образец модульно-наращиваемой многопроцессорной системы (МНМС) Таганрог, НИИ МВС, чл.-корр. Игорь Анатольевич Каляев опытный образец модульно-наращиваемой многопроцессорной системы (МНМС) Таганрог, НИИ МВС, чл.-корр. Игорь Анатольевич Каляев стыковка с опытным образцом суперкомпьютерной системы ЕС стыковка с опытным образцом суперкомпьютерной системы ЕС программа управления МНМС программа управления МНМС библиотека программного интерфейса библиотека программного интерфейса системa разработки приложений системa разработки приложений демонстрационные параллельные программы демонстрационные параллельные программы криптоанализ сообщений (DES) криптоанализ сообщений (DES) быстрая свертка группы массивов быстрая свертка группы массивов сопровождение цели (Real Time) сопровождение цели (Real Time) проведены приемочные испытания комплекса проведены приемочные испытания комплекса

27 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства «ТКС», НИЦЭВТ (ЕС ) модульно- наращиваемая многопроцессорная система (МНМС)

28 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Программное обеспечение для семейства «СКИФ»

29 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Комплект ПО КУ, литера «О 1 » ядро ОС Linux-SKIF ядро ОС Linux-SKIF PVFS-SKIF параллельная файловая система PVFS-SKIF параллельная файловая система OpenPBS-SKIF система очередей OpenPBS-SKIF система очередей FLAME-SKIF система мониторинга и управления (reset, power on/off) установками семейства «СКИФ» FLAME-SKIF система мониторинга и управления (reset, power on/off) установками семейства «СКИФ»

30 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Комплект ПО КУ, литера «О 1 » OpenTS Т-система с открытой архитектурой OpenTS Т-система с открытой архитектурой компилятор TG++ для языка T++ транслятор TF2TC (T-Fortran T++) TDB распределенный интерактивный отладчик MPI- программ, с поддержкой отладки Т-программ (замена TotalView) TDB распределенный интерактивный отладчик MPI- программ, с поддержкой отладки Т-программ (замена TotalView)

31 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Комплект ПО КУ, литера «О 1 » 6 прикладных программных систем в среде OpenTS 6 прикладных программных систем в среде OpenTS 12 адаптированных свободных пакетов, библиотек и приложений 12 адаптированных свободных пакетов, библиотек и приложений 14 приложений собственной разработки (из них 3 в области ИИ) 14 приложений собственной разработки (из них 3 в области ИИ) Совместимость платформы с коммерческими инженерными пакетами (более 6 отраслей реальных применений) Совместимость платформы с коммерческими инженерными пакетами (более 6 отраслей реальных применений)

32 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства GTDB: интерфейс к TDB интуитивность представление информации в легко считываемом, удобном виде замена TotalView многократное увеличение объема поступающей информации

33 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства FLAME-SKIF: работа с сервисной сетью

34 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Прикладные системы и задачи

35 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства (ЧелГУ и К о ) учет конформационного многообразия Мультиконформационная модель агониста 5-HT 1A рецептора (противовоспалительные средства) pIC 50 = p = pIC 50 = 8.00 p = Примеры наиболее и наименее активных конформеров одной молекулы Качество прогноза биологической активности с рассмотрением всех возможных конформеров существенно превосходит результаты существующих работ, например (Guccione S. et al//J.Comput-Aided Mol. Design p

36 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Тестовые расчеты на кластере СКИФ реализация ПО MultiGen на Т++ (OpenTS 3.0) National Cancer Institute USA Reg.No. NCI (противоСПИД- ное средство) Компания TOSLAB (Россия-Бельгия) Reg.No. TOSLAB A (противовоспали- тельное средство) National Cancer Institute USA Reg.No. NCI (противоСПИДное средство)

37 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства СоединениеАтомов Связей вра- щения Число конфор- меров Время исполнения мин.:с и КПД% 1 узел4 узла16 узлов NCI :333:211:22 TOSLAB A :2739:2316:09 NCI :1995:5734:48 Тестовые расчеты на кластере СКИФ реализация ПО MultiGen на Т++ (OpenTS 3.0)

38 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства НИИ мех. аэромеханика плохообтекаемых тел

39 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства НИИ мех. аэромеханика плохообтекаемых тел

40 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства НИИ обработка результатов ДЗЗ, в среде OpenTS ( + испытания, «О 1 »): в среде OpenTS ( + испытания, «О 1 »): Программная система формирования фокусированных радиолокационных изображений Программная система формирования фокусированных радиолокационных изображений Программная система моделирования широкополосных пространственно- временных радио­локационных сигналов Программная система моделирования широкополосных пространственно- временных радио­локационных сигналов Программная система поточечной обработки цветных и полутоновых видеоданных космических систем дистанционного зондирования Программная система поточечной обработки цветных и полутоновых видеоданных космических систем дистанционного зондирования

41 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 1. Формирование фокусированных РЛ-изображений из голограмм РЛС космического базирования «Алмаз»

42 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 2. Моделирование широкополосных пространственно- временных радиолокационных сигналов Возможность формирования в результате моделирования голограммы и последующая ее обработка с целью получения радиолокационного изображения Возможность сохранения синтезированной голограммы и синтезированного изображения Отображение статистики в нижней части окна Вывод оператору всевозможных сообщений об ошибках

43 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства 3. Обработка цветных и полутоновых видеоданных космических систем дистанционного зондирования Основные виды поточечной обработки изображений Исходное полутоновое изображение Расширение динамического диапазона Псевдоцветовое кодирование Исходное полутоновое изображение Декорреляция спектральных каналов Эквализация гистограмм

44 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Число узлов Время расчета, с ,7 3. Обработка цветных и полутоновых видеоданных космических систем дистанционного зондирования

45 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ADEPT-C, ИВВиИС: кардиология кардиологическая экспертная система реального времени «ADEPT-C» (в среде ПО КУ «СКИФ») кардиологическая экспертная система реального времени «ADEPT-C» (в среде ПО КУ «СКИФ») проведены приемочные испытания, ПД системы «ADEPT-C» присвоена литера «О 1 » проведены приемочные испытания, ПД системы «ADEPT-C» присвоена литера «О 1 » решение о выдаче патента на изобретение /14(002527) от «Информационно-аналитическая система в области телемедицины» решение о выдаче патента на изобретение /14(002527) от «Информационно-аналитическая система в области телемедицины»

46 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Кардиологический комплекс

47 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИТМО им. А. В. Лыкова НАН Беларуси: динамика лазерного факела у поверхности твердотельной мишени в воздухе

48 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИТМО им. А. В. Лыкова НАН Беларуси: динамика интегральных по спектру компонент потока излучения лазерного факела

49 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Физическая модель учитывает процессы абляции вещества под действием радиационных и конвективных потоков, реальные теплофизические и оптические свойства вещества. Перенос излучения – в приближении Шварцшильда-Шустера для 10 спектральных групп. ИТМО им. А. В. Лыкова НАН Беларуси: гиперзвуковое движение космического тела в плотных слоях атмосферы

50 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИТМО им. А. В. Лыкова НАН Беларуси: удар астероида по поверхности Земли

51 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИЦИИ ИПС РАН: прикладные системы ИИ АКТИС: классификации текстов по заданным в процессе обучения классам (глубокий анализ текста, высокая релевантность) АКТИС: классификации текстов по заданным в процессе обучения классам (глубокий анализ текста, высокая релевантность) INEX: извлечение знаний из неструктурированных текстов на ЕЯ (заполнение заданной рел. БД) INEX: извлечение знаний из неструктурированных текстов на ЕЯ (заполнение заданной рел. БД) инструментальная система для проектирования интеллектуальных систем инструментальная система для проектирования интеллектуальных систем

52 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства БГУ, геомеханические задачи. Технологии решения

53 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Моделирование деформационных процессов на земной поверхности

54 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Моделирование устойчивости подземных сооружений

55 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Напряженно-деформированное состояние подработанной толщи

56 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ОИПИ НАН Беларуси и НИП «Геоинформационные системы»: Прогноз ветрового переноса загрязнений при лесном пожаре Идентифи- кация тепловых аномалий на снимках ДЗЗ

57 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Прогноз ветрового переноса загрязнений

58 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ОИПИ НАН Беларуси: Система идентификации личности по голосу АРМ обучения системы Реализация предлагаемой технологии в МВД Беларуси

59 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ВА Беларуси: Программа оптимизации назначения частот в группе РЭС Время выполнения шага генетического алгоритма

60 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИВВиИС: Система расчета химических реакторов редактор химических формул редактор химических формул редактор геометрии реактора редактор геометрии реактора редактор сеток редактор сеток блок расчета блок расчета визуализация визуализация X-Window и Web- интерфейсы к системе X-Window и Web- интерфейсы к системе

61 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства ИПС РАН, Росгидромет: Модель проф. В.М. Лосева

62 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Совместимость платформы «СКИФ» с коммерческими инженерными пакетами. Отрасли применений

63 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Моделирование остовов перспективных универсальных тракторов Беларусь

64 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Распределение эквивалентных напряжений (Von Mises Stress) конструкции рамы Расчет несущих конструкций карьерных самосвалов БелАЗ и шахтных крепей

65 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства

66 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Моделирование столкновения 3 машин

67 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Made at CeBIT 2004 Hannover Germany

68 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Перспективы развития направления работ программы «СКИФ»

69 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Перспективы развития линии «СКИФ» Внедрение изделий семейства «СКИФ» Внедрение изделий семейства «СКИФ» Развитие изделий семейства «СКИФ» Развитие изделий семейства «СКИФ» Системообразующее научное направление «СКИФ» использование результатов и взаимодополнение, новые Союзные программы Системообразующее научное направление «СКИФ» использование результатов и взаимодополнение, новые Союзные программы «Космос-БР» (2004–2007) «Космос-БР» (2004–2007) «Триада» (2005–2008) «Триада» (2005–2008) «СКИФ-ГРИД» (2005–2008) «СКИФ-ГРИД» (2005–2008)

70 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Основные направления «СКИФ-ГРИД» 1. GRID: развитие, исследование и внедрение средств высокопроизводительных вычислений на основе GRID- технологий поддержка гетерогенных, территориально-распределённых вычислительных комплексов поддержка гетерогенных, территориально-распределённых вычислительных комплексов 2. СКИФ Ряд 3 и 4: создание суперкомпьютеров «СКИФ» нового поколения вычислительные узлы и их соединение, управление системой, спецвычислители и гибридные узлы, программное обеспечение вычислительные узлы и их соединение, управление системой, спецвычислители и гибридные узлы, программное обеспечение 3. Создание средств защиты информации в создаваемых вычислительных комплексах аппаратные и программные средства аппаратные и программные средства 4. Пилотные системы: НИР по перспективным областям применения создаваемых вычислительных установок пилотные прикладные системы, решение актуальных задач на суперкомпьютерах, усилия по подготовке и переподготовке кадров в области суперкомпьютерных и GRID-технологий пилотные прикладные системы, решение актуальных задач на суперкомпьютерах, усилия по подготовке и переподготовке кадров в области суперкомпьютерных и GRID-технологий

71 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Заделы по направлению «СКИФ-ГРИД» «T-GRID», «T# и T++»: интеграция вычислительной мощности «T-GRID», «T# и T++»: интеграция вычислительной мощности в рамках проектов Президиума и ОИВТС РАН в рамках проектов Президиума и ОИВТС РАН адаптация OpenTS к случаю территориально-распределенных гетерогенных систем адаптация OpenTS к случаю территориально-распределенных гетерогенных систем Испытательный стенд T-GRID Испытательный стенд T-GRID Использование сетевой инфраструктуры Переславля Использование сетевой инфраструктуры Переславля «Легкие решения» «Легкие решения» сеть виртуальных машин: Cooperative сеть виртуальных машин: Cooperative обходимся без Globus: OpenTS/спец.планировщик, DMPI, PACX-MPI обходимся без Globus: OpenTS/спец.планировщик, DMPI, PACX-MPI GEMS: интеграция баз данных GEMS: интеграция баз данных Grid-Enabled Mediation Service Grid-Enabled Mediation Service ключевые технологии: XQuery и XML ключевые технологии: XQuery и XML партнеры: SDSC, ИПС РАН, ИСП РАН партнеры: SDSC, ИПС РАН, ИСП РАН

72 «СКИФ» Союзного государства Программа «СКИФ» Союзного государства Благодарю за внимание! Готов ответить на ваши вопросы...