«Проект реализации технологической платформы Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа Председатель оргкомитета НСТП Директор ИПС им. А.К. Айламазяна РАН, член-корреспондент РАН С.М. Абрамов ...»

Институт программных систем им. А.К. Айламазяна РАН

Институт проблем химической физики РАН

Южно-Уральский Государственный Университет

Закрытое Акционерное Общество «РСК СКИФ»

«Союз поддержки и развития отечественных сервисных компаний нефтегазового комплекса»

Общество с Ограниченной Ответственностью «Альт Линукс»

Общество с Ограниченной Ответственностью «СКИРУС»

Проект реализации технологической платформы «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа»

Председатель оргкомитета НСТП Директор ИПС им. А.К. Айламазяна РАН, член-корреспондент РАН С.М. Абрамов Переславль-Залесский – Черноголовка – Челябинск – Москва, 2010 г.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Аннотация «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа»

(НСТП) представляет собой инструмент объединения усилий государства, бизнеса, науки и образования в определении инновационных вызовов в области высокопроизводительных вычислений, разработке стратегической программы исследований и определения путей е реализации.

НСТП ставит перед собой триединую цель:

I. всемерное усиление влияния стратегических потребностей государства, экономики и науки на определение и реализацию важнейших направлений научно-технологического развития суперкомпьютерных и информационных технологий, на тематику научных исследований и на учебные программы;

II. обеспечение субъектов процесса модернизации экономики эффективным, действенным, в точности отвечающим их потребностям инструментом повышения конкурентоспособности продукции, создания новых продуктов и услуг, выхода на новые рынки;

III. подготовка и переподготовка кадров в области высокопроизводительных вычислений, сетей доступа и связи и смежных отраслях, отвечающих насущным и перспективным потребностям науки, бизнеса и государственных структур в высококвалифицированных, системно мыслящих специалистах.

Ключевые потребители технологий: бизнес и государство должны быть весомо представлены в руководящих органах платформы и иметь возможность оказывать серьзное, определяющее влияние на е работу.

Только тесное взаимодействие всех четырх институтов (государства, бизнеса, науки и образования) при активном участии гражданского общества, может позволить решить задачу создания перспективных коммерческих технологий, новых продуктов и услуг, привлечения дополнительных ресурсов для проведения исследований и разработок в интересах ускоренного, инновационного развития российской экономики.

Стратегические вызовы постиндустриальной эпохи ставят перед Россией задачу построения нового типа экономики. Экономики, в которой нет чткой границы между наукой и производством, где самым ценным товаром становится знание. И суперкомпьютерная отрасль, для развития которой создатся Платформа, является ключевым элементом этого процесса.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Содержание Аннотация

Раздел 1. Общие сведения об инициативе по формированию технологической платформы

1. Название технологической платформы

2. Краткое описание предполагаемых задач и основных результатов создания технологической платформы

2.1. Стратегические вызовы инновационной экономики

2.2. Главная триединая цель Платформы

2.3. Цели Платформы

2.4. Задачи Платформы

2.5. Ожидаемые результаты

3. Группа технологий, которую предполагается развивать в рамках технологической Платформы

3.1. Аппаратура

3.2. Системное программное обеспечение

3.3. Системная инженерия

3.4. Прикладное программное обеспечение

3.5. Сети связи, грид и облачные вычисления

3.6. Смежные технологии

4. Информация о координаторе технологической платформы

5. Перечень основных предприятий и организаций, привлеченных к участию в создании технологической платформы

6. Информация о государственной поддержке исследований и разработок, инновационной деятельности и развитии инновационной инфраструктуры, которую ранее получали организации — инициаторы создания технологической платформы

Раздел 2. Перспективы развития и распространения технологий, которые предполагается развивать в рамках технологической платформы

1. Основные виды продукции, на разработку которых направлена деятельность Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы

2. Перечень секторов экономики, на которые предполагается воздействие технологий, развиваемых в рамках технологической платформы......... «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации 3. Описание перспектив использования новых технологий в экономике. 4. Основные тенденции и перспективные направления науки, технологий, техники и рынков в суперкомпьютерной отрасли

5. Привлекательность целевых рынков, оценка состояния разработок в России по сравнению с мировым уровнем

6. Степень соответствия технологий, которые предполагается развивать в рамках Платформы, магистральным направлениям развития индустриально развитых стран

7. Оценка степени распространнности технологий и сравнения с альтернативами

Раздел 3. Научно-технические заделы и производственная база............ 1.. Ключевые направления исследований и разработок

1.1. Поисковые исследования

1.2. Разработки конкурентоспособных технологий

1.3. ОКР и ОТР

1.4. Проекты коммерциализации технологий

1.5. Развитие стандартизации в отрасли

1.6. Создание центров компетенции в приложениях суперЭВМ для конкретных областей

высокопроизводительной вычислительной техники

2. Российские организации, осуществляющие исследования и разработки по данным направлениям

3. Предыдущие затраты на исследования и разработки инициаторов создания ТП. Основные достижения

4. Рыночное положение российских производителей. Деятельность инициаторов ТП по созданию производства

Раздел 4. Обоснование выбора технологических платформ как инструмента решения поставленных задач

1. Информацию об используемых механизмах государственной поддержки в создании технологической платформы

2. Краткое описание ключевых направлений совершенствования государственного регулирования в целях обеспечения развития технологий, поддерживаемых в рамках технологической платформы. 3. Преимущества технологической платформы перед существующими механизмами

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Раздел 5. Развитие кооперации с участием производственных предприятий, научных организаций, вузов и других заинтересованных сторон

1. Организационный и человеческий фундамент Платформы

2. Кооперация на основе приоритета «личных» интересов

Раздел 6. Риски реализации технологической Платформы

1. Основные риски

2. Меры по преодолению рисков

Раздел 7. Управленческие решения, связанные с формированием и функционированием технологической Платформы................ 1. Информация о готовности к созданию технологической Платформы.. 2. Координация деятельности организаций, участвующих в создаваемой технологической Платформе

3. Описание основных мероприятий по созданию и обеспечению деятельности технологической платформы и план работы Платформы на первый год существования

4. Сроки и порядок разработки основных документов отрасли................. 5. Планы на ближайшие 7–10 лет

Приложение 1. Соответствие ключевым направлениям научнотехнологического развития России

Приложение 2. Сведения об инициативе по формированию технологической платформы

1. Общие сведения об инициативе по формированию технологической платформы

1.1. Наименование технологической платформы:

1.2. Сведения об инициаторе создания технологической платформы:.. 1.3. Сведения о предприятиях и организациях — потенциальных участников технологической платформы (кроме перечисленных в п.

1.2.1):

1.4. Государственная поддержка научно-технологического развития:. 2. Перспективы развития и распространения технологий, которые предполагается развивать в рамках технологической платформы........ продуктов/продуктовых групп), на разработку (совершенствование) технологической платформы (продукция ТП):

2.2. Целевые рынки продукции ТП российского производства:............ «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации 2.3. Долгосрочная привлекательность целевых рынков продукции ТП: 2.4. Соответствие технологий, которые предполагается развивать в рамках ТП, магистральным направлениям научно-технологического развития индустриально развитых стран:

2.5. Сопоставление технологий, которые предполагается развивать в рамках ТП, с основными альтернативами:

3. Научно-технические заделы и производственная база

3.1. Ключевые направления исследований и разработок по созданию развивать в рамках ТП, и тематика конкретных исследований и разработок по направлениям, которые могут быть проведены в ближайшие три года:

3.2. Инновационные проекты, которые могут быть осуществлены в рамках технологической платформы в ближайшие три года:......... 3.3. Российские организации, осуществляющие исследования и разработки:

3.4. Затраты на исследования и разработки инициаторов создания ТП: 3.5. Оценка наличия и достаточности материально-технической базы организаций — потенциальных участников:

3.6. Описание основных достижений в области исследований и разработок организаций — инициаторов создания ТП:

3.7. Рыночное положение российских производителей продукции ТП: 3.8. Деятельность инициаторов создания ТП по созданию (развитию) производства:

Приложение 3. Список предприятий, организаций и отдельных специалистов, присоединившихся к Платформе

1. Инновационные предприятия (бизнес)

2. ВУЗы

3. НИИ при ВУЗах

4. Институты РАН и НАН Беларуси

5. Отраслевые НИИ

6. Союзы и комитеты

7. Независимые исследователи

Приложение 4. Копии заявлений о присоединении к Платформе.......... Приложение 5. География организаций, присоединившихся к НСТП. «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Общие сведения об инициативе по формированию техноРаздел 1.

логической платформы 1. Название технологической платформы Настоящая Технологическая Платформа представляет собой коммуникационный инструмент, направленный на активизацию усилий по созданию перспективных коммерческих технологий, новых продуктов (услуг), на привлечение дополнительных ресурсов для проведения исследований и разработок на основе участия всех заинтересованных сторон (бизнеса, науки, государства, гражданского общества), а также совершенствование нормативноправовой базы в сфере высокопроизводительных вычислений, сетей доступа и смежных областях в интересах ускоренного, инновационного развития российской экономики.

Для правильного позиционирования Платформы и адекватного отражения е существа, предлагается название «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» (НСТП).

2. Краткое описание предполагаемых задач и основных результатов создания технологической платформы 2.1. Стратегические вызовы инновационной экономики Современная постиндустриальная экономика характеризуется тем, что на первые роли выходят не тонны чугуна и стали, не баррели сырой нефти, но высокотехнологичные, наукомкие продукты и услуги. Это экономика, где практически стирается грань между наукой и производством. Где самым ценным товаром становится знание. Те страны, которые преуспеют в этих новых реалиях, обеспечат себе доминирующую роль в новом мировом порядке.

Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа, объединяя в своих рядах специалистов суперкомпьютерной отрасли, призвана, в первую очередь, отвечать на вызовы отрасли и тенденции е мирового развития, и решать е технологические и научные проблемы. В Платформу входят представители науки, инновационного сектора экономики и сферы образования, образуя «треугольник знаний». Через представителей прикладных, предметных областей, в которых используются суперЭВМ, Платформа будет оказывать влияние на прикладНациональная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации ные области, т.е. практически на всю инновационную, наукомкую часть экономики страны.

Технологические проблемы и вызовы должны разделяться на вызовы предметных областей, — т.е. те ключевые, наиважнейшие задачи, для решения которых требуются мощные вычислительные машины, и вызовы самой суперкомпьютерной отрасли — т.е. те проблемы, решение которых позволит создавать и использовать более мощные вычислительные машины, чем те, что мы имеем сегодня.

Технологические вызовы и проблемы сферы высокопроизводительных вычислений1 представлены в Таблице 1.

Таблица 1 Задачи, стоящие перед суперкомпьютерной отраслью Плотность компо- Размеры установок налагают ограничения на производительность изновки и размеры за конечности скорости передачи данных. Более плотная упаковка установок сокращает протяженность линий передачи данных и позволяет Энергопотребле- Современные вычислительные установки Петафлопсного уровня ние производительности потребляют мегаватты электроэнергии. Если не применять новых технологий, то развитие отрасли становится в противоречие с возможностью е энергетического обеспечения, и эксафлопсная машина будет потреблять гигаватты.

Охлаждение Чем больше плотность компоновки (т.е. чем компактнее машина), тем больше проблем возникает с е охлаждением. Системы охлаждения потребляют примерно половину всей электроэнергии, потребляемой установкой. Также они занимают примерно половину площади и берут на себя примерно половину общего веса. Сокращение затрат на охлаждение позволило бы существенно снизить стоимость Интерконнект Системы межузловой связи — узкое место любой высокопроизводительной установки. Именно они дают замедление работы системы в Программное Существующие на сегодняшний день подходы к программированию обеспечение исчерпали свой ресурс. Для того чтобы эффективно использовать новые языки программирования, требуется новая парадигма, новый ряде стран (США, Япония, Китай, Евросоюз) создаются и щедро финансируются специальные программы вроде европейской EESI Сети доступа Проблема доступа потребителей к ресурсам суперЭВМ одна из самых важных в отрасли. Этим плотно занимаются во всех развитых Предметные области, в которых применяются высокопроизводительные вычисления, и технологические вызовы, возникающие в этих областях.

См., например, http://www.exascale.org/mediawiki/images/f/f7/EESI_IESP13April2010.pdf «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Кадровый кризис Проблема связана с тем, что современные курсы, программы и методы обучения неадекватны реалиям отрасли. Это не только российская, но общемировая проблема, см., например, анализ ситуации в Таблица содержит лишь наиболее важные из направлений, по которым должна развиваться область высокопроизводительных вычислений.

2.2. Главная триединая цель Платформы Главным вызовом, стоящим сегодня перед отраслью в России, является парадоксальная ситуация, когда, с одной стороны, экономика остро нуждается в мощных вычислительных установках для повышения конкурентоспособности своей продукции на внутреннем и мировом рынках, а с другой стороны, создаваемые в стране вычислительные мощности используются промышленностью недостаточно эффективно. Главные, определяющие проблемы здесь таковы:

1. наука развивается по своим законам и правилам, и продукт, который она выдат (компьютеры, программные комплексы и т.п.) не всегда в точности отвечает текущим нуждам и потребностям экономики;

2. промышленность не всегда готова к серьзным, долгосрочным, не дающим немедленного экономического эффекта инвестициям в свою модернизацию, в новые виды товаров и услуг, в перспективы выхода на новые рынки;

3. ощущается острый дефицит кадров. Это и кадры в промышленности, способные понимать возможности науки, и кадры в науке, способные чтко видеть нужды и потребности промышленности.

То есть, «наука не может в точности делать то, что нужно промышленности, промышленность не может и не хочет использовать то, что создат наука, и стороны не имеют возможности собраться вместе и обсудить ситуацию».

Эти три причины существуют не сами по себе, но тесно взаимоувязаны. Действительно, если бы наука и промышленность могли бы эффективно См., http://www.nersc.gov/projects/incite/ См. http://www.prace-project.eu/ «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации взаимодействовать, «общаясь на одном языке» (проблема № 3), то возможно, науке удалось бы более точно отвечать своими разработками на вызовы экономики (проблема № 1), а промышленность тогда лучше бы осознавала необходимость и экономическую обоснованность инвестирования в отрасль (проблема № 2). Потому и решать перечисленные проблемы можно лишь комплексно, системно — все сразу. Такая работа выполнима только при условии объединения усилий всех четырх институтов: государства, бизнеса, науки и образования.

Объединяя и обобщая все три проблемы, можно заметить, что технологическая платформа представляет собой практически идеальный механизм для решения подобного рода задач, поскольку она собственно и есть та площадка, на которой государство, наука, промышленность и образование могут общаться, координировать свои цели и планы, вырабатывать совместные, отвечающие нуждам всех заинтересованных сторон стратегические векторы развития.

Именно поэтому Платформа формируется таким образом, чтобы в ней были представлены все четыре стороны: государство, бизнес, наука и образование. Только тесное партнрское взаимодействие этих четырх институтов может дать положительный эффект в плане модернизации экономики, науки и образования России. При этом бизнес, государство, ключевые потребители технологий должны быть весомо представлены в руководящих органах платформы и иметь возможность оказывать серьзное, определяющее влияние на е работу.

Создаваемая Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа призвана обеспечивать стратегические потребности общества, и именно эти потребности должны в первую очередь определять основные приоритеты, направления и общий вектор развития суперкомпьютерной отрасли. В реализации этого тезиса и видит свою главную задачу Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа.

Таким образом, центральным стержнем самой идеи создаваемой платформы является е четкая направленность на удовлетворение важнейших государственных и общественных потребностей, стратегических задач развития экономики и приоритетных государственных интересов. Это должно достигаться на основе тесного, эффективного взаимодействия государства, бизнеса, науки и образования на площадке Технологической Платформы.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Поэтому, главной целью платформы следует считать триединую задачу:

I. всемерное усиление влияния стратегических потребностей государства, экономики и науки на определение и реализацию важнейших направлений научно-технологического развития суперкомпьютерных и информационных технологий, на тематику научных исследований и на учебные программы;

II. обеспечение субъектов процесса модернизации экономики эффективным, действенным, в точности отвечающим их потребностям инструментом повышения конкурентоспособности продукции, создания новых продуктов и услуг, выхода на новые рынки и распространение практики его широкого использования;

III. подготовка и переподготовка кадров в области высокопроизводительных вычислений, сетей доступа и связи и смежных отраслях, отвечающих насущным и перспективным потребностям науки, бизнеса и государственных структур в высококвалифицированных, системно мыслящих специалистах.

2.3. Цели Платформы Кроме главной, приведнной в предыдущем разделе, Платформа преследует также следующие цели:

1. выявление научно-технологических возможностей модернизации существующих секторов и формирование новых секторов российской экономики, таких, например, как рынок вычислительных услуг;

2. определение принципиальных направлений совершенствования отраслевого и межотраслевого регулирования для быстрого распространения перспективных технологий высокопроизводительных вычислений и получения от них максимальной отдачи;

3. консолидация имеющихся и привлечение дополнительных, в т.ч. и негосударственных, ресурсов в инновационную сферу, связанную с разработкой и применением суперЭВМ и созданием высокопроизводительной инфраструктуры;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации 4. стимулирование инноваций, поддержка научно-технической деятельности и процессов модернизации предприятий, научных учреждений и учебных заведений с учетом стратегического видения и долгосрочного прогноза развития суперкомпьютерной отрасли и смежных отраслей;

5. расширение научно-производственной кооперации и формирование новых партнерств в инновационной сфере на основе разработки и использования суперЭВМ;

6. совершенствование нормативно-правового регулирования в области научного, научно-технического и инновационного развития отрасли высокопроизводительных вычислений и смежных областей;

7. формирование и поддержание международного статуса России как развитой, высокотехнологичной суперкомпьютерной державы.

2.4. Задачи Платформы Технологическая Платформа, как уже было сказано, представляет собой «коммуникационный инструмент» для организации наилучшего взаимодействия государства, разработчиков и производителей суперкомпьютерной техники и услуг, потребителей этих услуг и образовательного сообщества.

Поэтому, в задачи Платформы как таковой не входит и не может входить, например, производство техники, строительство каналов связи или проведение расчетов в интересах геологоразведки. Вс это задачи научных и производственных коллективов, входящих в Платформу. Задачи же самой Платформы — обеспечить этим коллективам комфортную среду для их работы, возможность согласовывать и концентрировать свои усилия и ресурсы на критичных, прорывных направлениях.

Исходя из этих соображений, представляется целесообразным разделить задачи, на задачи собственно Платформы как коммуникационного инструмента и задачи отрасли, которые будут решаться при помощи этого инструмента.

2.4.1. Задачи платформы как таковой По большей части эти задачи бессрочны в том плане, что работа должна вестись либо постоянно, либо на периодической основе.

Таблица 2 Задачи Платформы по обеспечению комфортной среды функционирования научных, производственных и образовательных учреждений отрасли Создание перспективного «видения» су- Прогноз развития от- В течение года. Возможперкомпьютерной отрасли на долгосроч- расли, появления но- ны уточнения и выпуски «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации ную перспективу и проработка концепции вых задач и вызовов на новых редакций на поперспективных процессов и технологий; ближайшие 20 лет. стоянной основе.

Разработка стратегической программы ис- Программа на бли- В течение первого года, следований в области построения и исполь- жайшие пять лет и до- затем каждые пять лет.

зования суперЭВМ, сетей удалнного дос- рожная карта на блитупа к ним, грид-сетей и систем облачных жайшие 15 лет.

вычислений;

Выстраивание механизмов научно- Действующие научно- Основные схемы и принпроизводственной кооперации между на- производственно- ципы таких механизмов учными, производственными и образова- образовательные свя- должны быть сформиротельными учреждениями, государственны- зи. ваны в течение одногоми и общественными институтами в сфере двух лет. Развитие и сосоздания и использования высокопроизво- вершенствование на подительных вычислительных систем; стоянной основе.

Отработку наиболее эффективных моделей Рекомендации и/или На постоянной основе.

государственно-частного партнерства в об- законодательные иниласти создания новых суперкомпьютерных циативы по результатехнологий с учетом интересов всех вовле- там мониторинга эфчнных сторон: государства, промышлен- фективности опробоности, научного сообщества, контроли- ванных моделей и изурующих органов и общественных институ- чения зарубежного Содействие распространению практики ис- Предложения измене- Первые предложения пользования суперкомпьютерных техноло- ний в отраслевые нор- (программа изменений) гий для решения важнейших производст- мы и правила и/или в должны быть выработаны венных и оборонных задач, ускорения НИР законодательство по в течение первого года.

и НИОКР, снижения стоимости и повыше- мерам поощрительно- Далее работа ведтся на ния конкурентоспособности высокотехно- го и принудительного постоянной основе.

логичной отечественной продукции; характера Выработка скоординированной технологи- Собственные (реко- На постоянной основе с ческой политики с учетом интересов поль- мендательные для от- публикацией бюллетеня зователей высокопроизводительных сис- расли) стандарты. о состоянии дел не реже тем, разработчиков прикладного про- Проекты новых госу- одного раза в год.

граммного обеспечения, а также разработ- дарственных стандарчиков инновационных технологий и высо- тов. Проекты изменекотехнологичной продукции; ний существующих Координация усилий ведущих центров раз- Экспертные заключе- По мере появления провития суперкомпьютерных технологий, ния по проектам с це- ектов и целевых провключая координацию целевых программ; лью исключить дубли- грамм.

Координация развития отраслевых и терри- Стандарты и Техниче- Поэтапно в течение перториальных грид-систем и создание едино- ские Условия на ин- вых трх лет и, по мере Поддержание российских стандартов грид- Участие в работе меж- На постоянной основе.

систем в соответствие с европейскими и дународных комитетов международными. В настоящее время по стандартизации, стандартизация превращается в инструмент разработанные станнерыночного давления на конкурентов на дарты и изменения к рынке вычислительных услуг. Нельзя до- существующим станпустить изоляции российских экспортров дартам.

услуг из-за искусственно созданной несоНациональная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации вместимости сетей;

Координация усилий по развитию отечест- Проект Федеральной Разработка проекта в тевенного аппаратного обеспечения, включая Целевой Программы чение года, экспертная отечественную элементную базу; по развитию отечест- деятельность и коррективенной элементной ба- ровки ФЦП по мере незы и аппаратного обходимости.

Координация усилий по развитию отечест- Проект Федеральной Разработка проекта в тевенного системного и прикладного про- Целевой Программы чение года, экспертная Привлечение дополнительных обществен- Ежегодный отчт о На постоянной основе Совершенствование нормативно-правового Разработанные проек- На постоянной основе, на регулирования в области суперЭВМ и на- ты отраслевых и меж- основании перспективноциональных сетей удалнного доступа; отраслевых норм и го плана развития отрасправил, проекты изме- ли.

Консолидация и отстаивание интересов Участие в работе пра- На постоянной основе.

всех заинтересованных участников Плат- вительственных коформы на всех уровнях и создание меха- миссий, подготовка низмов влияния на принятие решений в предложений и проексфере социально-экономического развития тов решений государорганами государственной власти. ственных органов.

В таблице приведены не все задачи, которые должна будет решать Платформа, а только самые важные, но уже то, что приведено, дат достаточное представление об основных направлениях деятельности НСТП.

2.4.2. Задачи, решаемые в рамках Платформы Задачи, которые будут решать предприятия и организации, используя Платформу как инструмент для организации взаимодействия и концентрации усилий и ресурсов, естественным образом делятся на технологии (1) создания и использование самих суперЭВМ и сетей и (2) решение задач государства и бизнеса с использованием суперЭВМ5.

В последние годы наметилось некоторое сокращение отставания России от передовых компьютерных держав (в первую очередь США) в области высокопроизводительных вычислений. Например, самые мощные на данный В данном разделе речь пойдт о первой группе задач. Задачи других областей экономики, которые решаются с применением супервычислений, будут рассмотрены (в разделе 2) ниже «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации момент компьютеры в России имеют производительность, которую имели самые мощные компьютеры в США в 2005 году6. Т.е. по этому показателю отставание составляет пять лет. Еще не так давно оно было значительно больше. Область развивается столь стремительно, что потеря даже небольшого времени для России может стать роковой — мы можем отстать «навсегда». За последние десять лет производительность топ-машин в США увеличилась в 1000 раз. Та же тенденция прогнозируется и на предстоящие 10 лет, т.е. к 2020 году США планируют иметь трансэксафлоспные машины7 — в тысячу раз более мощные, чем нынешние транспетафлопсные. Не отстают от США в своих планах китайские и японские разработчики. Разврнута серьзная «эксафлопсная» программа в Евросоюзе8.

Учитывая эти тенденции, России нужно сконцентрировать усилия на важнейших направлениях развития отрасли и в кратчайшие сроки запустить комплексную программу, имеющую целью выход на уровень ведущих стран, а в перспективе и занятие доминирующих позиций в тех сферах, где мы наиболее сильны и где имеющиеся у нас наработки позволяют сделать качественный рывок вперд.

В приведенной ниже таблице собраны основные направления отрасли и намечены среднесрочные и долгосрочные задачи по этим направлениям:

Таблица 3 Задачи суперкомпьютерной отрасли Элементная база, архиПроизводство со- Наладить современное Наладить разработку и тектуры и аппаратныепоставимой по ха- производство аппарату- производство собстсредства суперЭВМ,рактеристикам эле- ры. Сначала на импорт- венной элементной баЦОД, грид-систем и ментной базы от- ной элементной базе с зы, ликвидировав техсистем облачных вы- сутствует, аппара- постепенным импорто- нологическую зависичислений туры — нуждается в замещением мость России от иномодернизации странных поставщиков Системное программ- Имеются системы Выйти на международ- Занять позиции в ное обеспечение су- хорошего уровня на ный рынок в роли экс- группе лидеров по Инструментальное и Имеются хорошие Провести работу по Выйти на междунаприкладное программ- наработки, нуж- стандартизации инст- родный рынок в роли ное обеспечение для дающиеся в доведе- рументальных средств и экспортра инструменсуперЭВМ, грид-сетей нии до промышлен- довести их до состояния тальных средств и сери систем облачных вы- ного состояния отчуждаемого рыноч- висов на их основе Абрамов С.М. Суперкомпьютерные технологии России: объективные потребности и реальные возможности // В журнале "CAD/cam/cae Observer" #2 (54), 2010, с. 1–11.

(http://skif-grid.botik.ru/images/stories/publications/publications2010/hpc%2Babramov.pdf) См. http://www.nccs.gov/wp-content/media/nccs_reports/Petascale_Brochure.pdf См. http://www.deisa.eu/news_press/newsletter/DEISANewsletter_Vol2_10.pdf «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Программные средства Имеются опытные Довести состояние и Выйти на междунадля сетей доступа к су- образцы и рабо- номенклатуру средств родный рынок в роли перЭВМ, грид-систем и тающие прототипы доступа до состояния, экспортра средств Вычислительная мате- Разработки на хо- Выработать эффектив- Есть шанс занять лиматика и математиче- рошем уровне. ные механизмы защиты дирующие позиции в ское моделирование на Применяются и на- российских правообла- мире по этому направбазе супер-ЭВМ, грид- шими и зарубежны- дателей и прекратить лению, и его надо иссетей и систем облач- ми специалистами. бесконтрольный отток пользовать Суперкомпьютерные Как таковых серви- Запустить националь- Выйти на междунасервисы и применение сов, предоставляе- ную сеть суперкомпью- родный рынок в роли суперЭВМ в интересах мых на регулярной терных сервисов по экспортра суперкомнауки, образования, основе, нет, однако примеру европейской пьютерных сервисов и различных отраслей необходимые нара- системы PRACE занять там позиции сферы и государствен- структура имеются ных нужд Подготовка и перепод- Лишь некоторые Образовательным уч- Занять тврдые позиготовка кадров в инте- ВУЗы готовят спе- реждениям, совместно с ции на международресах всех секторов су- циалистов со спе- промышленностью, ном рынке образоваперкомпьютерной от- цифическими для наукой и инновацион- тельных услуг расли данной области зна- ными институтами разниями и умениями. работать и внедрить В таблице 3 приведены лишь основные направления работ, что уже определяет широту охвата проблем и перспективы.

2.5. Ожидаемые результаты Как следует из таблиц, приведнных в п. 2.4.1 и п. 2.4.2 выше, от деятельности Платформы и объединяемых ею предприятий следует ожидать следующих результатов:

В краткосрочной перспективе:

разработка прогноза развития отрасли, появления новых задач и вызовов на ближайшие 20 лет;

программа развития отрасли в России на ближайшие пять лет и дорожная карта на ближайшие 15 лет;

создание схем и принципов функционирования эффективных межотраслевых научно-производственно-образовательных коопераций;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации подготовка предложений по изменениям в отраслевых нормах и правилах и/или в законодательстве стимулирующим промышленность активно внедрять инновационные суперкомпьютерные технологии;

разработка стандартов и технических условий на интерфейсы гридсистем;

проект Федеральной Целевой Программы по развитию отечественной элементной базы и аппаратного обеспечения для суперЭВМ;

проект Федеральной Целевой Программы по развитию отечественного программного обеспечения для высокопроизводительных вычислений.

В среднесрочной перспективе:

появление эффективно работающих межотраслевых научнопроизводственно-образовательных коопераций;

активизация деятельности предприятий по инвестированию в суперкомпьютерные технологии;

появление грид-систем национального масштаба, построенных на стандартных интерфейсах, что даст возможность соединять их с европейскими сетями и выходить на рынок высокопроизводительных вычислений;

ликвидация технологической зависимости России от иностранных поставщиков аппаратного обеспечения и начало постепенного импортозамещения в элементной базе;

выход на международный рынок в роли экспортра системного ПО для суперЭВМ;

появление рынка инструментального ПО;

появление удовлетворяющих потребности предприятий средств удалнного доступа к высокопроизводительным вычислительным ресурсам;

появление механизмов защиты российских правообладателей в области математических моделей и вычислительных алгоритмов;

появление национальной сети суперкомпьютерных сервисов по примеру европейской системы PRACE;

внедрение специализированных учебных курсов для нужд отрасли в высших учебных заведениях и послевузовском образовании.

В долгосрочной перспективе:

ликвидация технологической зависимости России от иностранных поставщиков элементной базы и налаживание полного цикла собственного производства аппаратуры;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации появление устойчивого внутреннего рынка суперкомпьютерных технологий за счт спроса со стороны отечественной промышленности и науки;

выход российских компаний на внешние рынки по всем направлениям отрасли, а по ряду направлений и доминирование на этих рынках.

3. Группа технологий, которую предполагается развивать в рамках технологической Платформы Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа призвана содействовать развитию суперкомпьютерной техники и инновационных технологий на е основе для обеспечения ускоренного технологического и инновационного развития российской экономики, науки, государственной сферы и гражданского общества. Для обеспечения развития суперкомпьютерной техники необходимо развивать целый спектр различных технологий, которые можно условно разделить на следующие основные направления:

Аппаратура — сюда включается элементная база, компоненты и комплексные системы;

Системное программное обеспечение – операционные системы, языки программирования, инструментарий и т.п.

Системная инженерия — построение вычислительных систем, в том числе и распределнных и адекватных им парадигм и систем программирования;

Прикладное программное обеспечение — собственно программы и программные комплексы, решающие задачи, необходимые для промышленности, науки, социальной и оборонной сфер.

3.1. Аппаратура 3.1.1. Микроархитектура Разработка архитектуры отдельных чипов для наилучшей поддержки необходимых для суперЭВМ операций и типов вычислений. Механизмы уменьшения задержек, динамической реконфигурации, а также новые архитектуры процессоров, разработанные специально для высокопроизводительных вычислений.

3.1.2. Память Механизмы адресации, позволяющие преодолеть «стену памяти» и скомпенсировать различие в росте производительности процессоров (~40% в «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации год) и памяти (~7% в год). Сюда включается и разработка новых архитектур «кэширования» и интеллектуальных контроллеров памяти.

3.1.3. Интерконнект Увеличение пропускной способности и уменьшение задержек в межузловых сетях с целью обеспечения удалнного доступа к памяти. Также сюда включается разработка интеллектуальных межузловых интерфейсов и свичей.

3.1.4. Питание, охлаждение, компоновка Методы снижения потребляемой энергии, объма аппаратуры, снижения требований к охлаждению. Это должно приводить к появлению более компактных систем лучшей производительности, а также к существенному удешевлению стоимости владения за счт снижения потребления энергии и затрат на охлаждение.

3.1.5. Ввод-вывод и хранение данных Технологии, направленные на удовлетворение специфических потребностей высокопроизводительных установок во вводе-выводе и хранении данных. Сюда включается быстрое сохранение и считывание больших объмов данных (петабайтного уровня) через механизмы параллельного доступа и файловые системы, устойчивые к сбоям аппаратуры.

3.2. Системное программное обеспечение 3.2.1. Операционные системы Разработка операционных систем, решающих критические проблемы высокопроизводительных вычислений в использовании, масштабируемости и наджности. Высокопроизводительная ОС будущего должна быть способна эффективно использовать сотни тысяч и миллионы процессоров и иметь эффективные механизмы отказоустойчивости.

3.2.2. Языки, компиляторы и библиотеки Нужны новые подходы к написанию параллельных программ для высокопроизводительных вычислительных установок, включающие снижение трудозатрат, переносимость кода и высокую эффективность использования аппаратуры. Компиляторы должны обеспечивать требования параллельности и высокой масштабируемости. Необходимо разрабатывать новые языки, методы компиляции и автоматической оптимизации параллельных программ.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации 3.2.3. Инструментарий и среды разработки Разработка новых подходов к отладке, анализу производительности программ и оптимизации программ, ориентированных на параллельные высокопроизводительные вычислительные установки. Разработка интеллектуальных сред разработки на базе инженерии знаний, снижающих трудомкость процесса программирования и отладки.

3.2.4. Алгоритмы Продолжение разработок математических и компьютерных алгоритмов с учтом высокой параллельности и масштабируемости среды является ключевым фактором успеха высокопроизводительных вычислений.

3.3. Системная инженерия 3.3.1. Системная архитектура Разработка архитектур системного уровня для поддержки научных и инженерных вычислений наивысшей сложности. Технический аспект проблемы должен включать, например, механизмы масштабирования систем до миллиона и более процессоров, поддерживая целостность системы и удобство программирования.

В рамках платформы не отдатся заведомое предпочтение ни одной из архитектур. Системы с архитектурой SMP, MPP, NUMA, кластеры, векторные машины, гибридные архитектуры, универсальные и специализированные вычислители, реконфигурируемые вычислительные установки — все эти подходы должны развиваться, применяться для тех задач, где они наиболее уместны и могут свободно конкурировать на рынке.

3.3.2. Моделирование систем и анализ производительности Новые инструментальные средства анализа и подходы к сопоставлению требований приложений и характеристик предлагаемых архитектур.

Нужны средства, позволяющие контролировать ситуацию на протяжении всего жизненного цикла вычислительной системы от е разработки, вплоть до промышленной эксплуатации и утилизации. На каждом этапе нужно иметь возможность промоделировать различные варианты архитектур и выбрать нужное решение из возможных альтернатив.

3.3.3. Надёжность, доступность, безопасность, простота обслуживания Огромное количество процессорных ядер, которыми оснащены современные, и будут оснащены будущие вычислительные установки, порождают «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации новые, неактуальные ранее вызовы к наджности, управляемости и безопасности систем. Необходимы механизмы поддержки изоляции отказов, позволяющие приложениям успешно завершать расчеты даже в условиях множественных отказов оборудования. Также эти механизмы должны обеспечивать системе защиту от внешних и внутренних атак и от вредоносного программного кода.

3.3.4. Парадигмы программирования Новые инновационные модели программирования должны не только позволять полностью использовать возможности мощных вычислительных установок, но и давать новый, более высокий уровень абстракции, который требуется для программирования параллельных, масштабируемых машин.

При этом новые модели программирования должны обеспечивать поддержку тому огромному фонду программ, который был наработан прежними поколениями.

3.4. Прикладное программное обеспечение Прикладное программное обеспечение, такое как системы аэродинамических расчетов, пакеты программ для расчетов в области материаловедения, вычислительной химии, биотехнологий, сейсмологии, климатологии, физики высоких энергий и т.п., обычно базируется на солидном математическом фундаменте, включающем описание математических моделей, численные методы решения задач, методы контроля точности и др. Те из этих методов, которые предполагают естественное распараллеливание, вполне могут быть реализованы на параллельных суперЭВМ без каких-либо изменений. Другие же методы, предполагающие последовательные вычисления, нуждаются в переработке и, возможно, замене на параллельные подходы. Необходимо разрабатывать параллельные, хорошо масштабируемые численные методы решения основных классов задач во всех прикладных областях. Это огромный пласт работы для математиков, программистов и специалистов прикладных областей, но без этой работы применение суперкомпьютеров потеряет всякий смысл.

3.5. Сети связи, грид и облачные вычисления Мощные суперкомпьютеры — это единичные установки, которые обслуживают потребности большого количества потребителей, потому для их нормального функционирования необходимо иметь развитую сеть удалнноНациональная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации го доступа. При этом необходимо развивать как собственно прямой доступ к вычислительным установкам, так и распределнные системы на основе технологий грид и облачных вычислений.

3.6. Смежные технологии Платформа также намерена приглашать к сотрудничеству предприятия и организации, развивающие смежные технологии, необходимые для нормально функционирования ЦОДов, сетей связи и всей вычислительной инфраструктуры. Это и строительные технологии и теплотехнические и инфраструктурные, а также производство средств визуализации, телеметрии, сенсорного оборудования и т.п.

4. Информация о координаторе технологической платформы На роль организации-координатора НСТП предлагается «Некоммерческое партнерство по содействию в развитии суперкомпьютерной техники и инновационных технологий на е основе «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа».

В настоящее время вышеназванное некоммерческое партнрство проходит процедуру государственной регистрации.

Общее собрание членов Платформы может поменять координатора, если сочтт это целесообразным.

5. Перечень основных предприятий и организаций, привлеченных к участию в создании технологической платформы О свом желании войти в состав Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы уже заявили более ста двадцати предприятий, организаций и отдельных исследователей из России и нескольких государств ближнего зарубежья. Среди организаций, присоединившихся к НСТП, есть и представители академической науки, и национальные исследовательские университеты, и промышленные предприятия, в том числе предприятия машиностроения и других отраслей напрямую с информационными технологиями не связанные.

Соотношение представленных отраслей показано на рисунке 1. Также о свом желании участвовать в работе Платформы заявили около двадцати независимых специалистов. Полный список членов платформы по состоянию на полдень 25-го ноября 2010 года приведн в Приложении 3.

Актуальный, ежедневно обновляемый список присоединившихся к платформе организаций и независимых специалистов можно найти на офиНациональная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации циальном сайте Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы в Интернет по адресу http://www.hpc-platform.ru/members Рисунок 1 Распределение предприятий - участников Платформы по отраслям Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа на стадии формирования стремится к наиболее полному охвату отрасли, привлечению к работе всех имеющихся на сегодняшний день в России интеллектуальных ресурсов. Инициаторами создания Платформы были направлены приглашения большому числу предприятий и организаций, и процесс формирования коллектива продолжается. Целый ряд организаций близки к завершению переговоров и присоединению к Платформе.

6. Информация о государственной поддержке исследований и разработок, инновационной деятельности и развитии инновационной инфраструктуры, которую ранее получали организации — инициаторы создания технологической платформы Организации-инициаторы создания Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы имеют большой опыт выполнения государственных программ, проектов и заказов, например, участие в разработке и реализации программ Союзного государства «СКИФ» и «СКИФ-ГРИД», в результате которых были созданы четыре поколения отечественных суперкомпьютеров, отечественное системное и промежуточное ПО, опытный сегмент грид-сети СКИФ-Полигон и т.д.

За период 2009–2010 годы ими были выполнены работы по созданию суперкомпьютерного центра в Южно-Уральском Государственном Университете, суммарной вычислительной мощностью в 41 Терафлопс (в настоящее время ведутся работы по расширению до 124 Терафлопс, срок запуска — I квартал 2011 года).

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Кроме того, инициаторы участвовали и в других проектах, которые финансировались через различные механизмы государственной поддержки инновационной деятельности (Минобрнаука, Роскосмос, РАН и др.) Суммарный объм средств, освоенных в ходе выполнения этих работ, составил более 2 млрд. рублей.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Перспективы развития и распространения технологий, Раздел 2.

которые предполагается развивать в рамках технологической 1. Основные виды продукции, на разработку которых направлена деятельность Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы Платформа концентрирует свою деятельность на следующих основных видах продукции и услуг.

Высокопроизводительные вычислительные установки (ВВУ) Сети удалнного доступа к ВВУ Программное обеспечение ВВУ как системное, так и прикладное Вычислительные сервисы на основе ВВУ 2. Перечень секторов экономики, на которые предполагается воздействие технологий, развиваемых в рамках технологической платформы Деятельность Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы неминуемо окажет воздействие на целый ряд секторов экономики, среди которых:

Биология и биотехнологии Более того, во всех этих областях суперкомпьютерные вычисления уже применяются и приносят ощутимый эффект в ряде стран9 (в первую очередь в США).

3. Описание перспектив использования новых технологий в экономике Моделирование на суперЭВМ применяется практически во всех без исключения отраслях экономики. Часто моделирование является единственно возможным подходом, например, в тех случаях, когда натурный эксперимент См., например, http://www.top500.org/stats/list/36/apparea «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации слишком дорог, опасен, запрещн или неосуществим технически. Численное моделирование обычно требует очень больших объмов счтной работы, а значит, мощных вычислительных установок. Вот лишь краткий, далеко не полный список задач, в которых только численное моделирование на суперЭВМ позволяет получить государственно значимые результаты:

Таблица 4 Задачи, требующие применения суперЭВМ Обеспечение надежности Гарантия того, что хранимое ядерное оружие наджно и его храхранения и модернизации нение безопасно. Без испытаний это можно гарантировать тольядерного арсенала ко тщательным моделированием. Модернизация ядерных боезарядов невозможна без моделирования.

Прогнозирование изменений Долгосрочные прогнозы изменения климата на планете могут климата позволить заранее быть готовыми к изменениям среды обитания Краткосрочное прогнозиро- Позволяет существенно снизить ущерб от стихийных бедствий, вание погоды таких как цунами, смерчи, ураганы, засухи, наводнения и т.п.

Прогнозирование землетрясе- Сейсмологические расчеты могут помочь предсказать землетряний сение за достаточный для эвакуации людей и материальных Моделирование работы уст- Минимизация электронных устройств позволит создать новые ройств нано-уровня поколения компьютеров, средства доставки лекарств к больным Создание нано-материалов с Позволит разрабатывать множество различных материалов для заранее заданными механиче- самых разных приложений. Потенциально отразится на всех обскими и электромагнитными ластях экономики.

свойствами.

Получение электроэнергии за Безопасный, экологически чистый источник энергии.

счет процесса управляемого ядерного синтеза Проектирование и предсказа- Автомобили, самолты, космические аппараты, для всех этих тельное моделирование тран- устройств требуются огромные объмы вычислений для оптимиспортных средств, сложных зации аэродинамики, расхода топлива, пассивной безопасности, инженерных сооружений и комфорта пассажиров, уменьшения уровня шума. Безопасность, систем надежность и экономичность напрямую зависит от качества проектирования Биотехнологии, медицина Моделирование поведения молекул, белков, протеина и многие Макроэкономика и социаль- Моделирования глобальных экономических процессов и связанная динамика и общественная ных с ними настроений в обществе, прогнозирование негативбезопасность ных явлений Геологоразведка Обсчт сейсмических данных позволяет обнаружить месторождения полезных ископаемых, а также естественные пустоты, которые могут быть использованы для хранения стратегических Этот, далеко не полный список приложений показывает, что суперкомпьютеры сегодня являются необходимым инструментом практически во всех областях жизнедеятельности человека. Таким образом, суперкомпьютерная «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации отрасль становится ключевой точкой роста инновационной экономики. Отставание в области высокопроизводительных вычислений неминуемо приведт к отставанию в нано-технологиях, машиностроении, физике, науке о Земле, климатологии, космической отрасли, материаловедении, биотехнологиях, медицине, фармакологии, энергетике и многих других важнейших отраслях, не говоря уже о национальной безопасности и военной сфере.

4. Основные тенденции и перспективные направления науки, технологий, техники и рынков в суперкомпьютерной отрасли В ближайшие 10 лет мир ожидает выхода производительности вычислительных установок на эксафлопсный рубеж. По разным оценкам это должно произойти в период с 2016 по 2020 годы. Наиболее взвешенной представляется оценка 2018–201910.

Существенное влияние на этот процесс могут оказать успехи в создании новых нано-материалов и нано-технологий. При этом произойдут не только количественные, но и качественные изменения в целом ряде технологий: от появления гибридных процессоров с общей памятью до принципиально новой парадигмы программирования.

На лидерство в этой сфере претендует прежде всего США. Также нельзя игнорировать амбициозные планы КНР. Позиции Японии в последние годы несколько ослабли, однако эта страна по-прежнему остатся одним из мировых лидеров отрасли. Несколько меньше шансов занять лидирующую позицию у стран Евросоюза. Там официально отказались от изматывающей борьбы с США за лидерство в производстве аппаратуры и приняли решения сконцентрировать усилия и ресурсы на достижении лидерства в сетях доступа, сервисах и программном обеспечении (программы PRACE и EESI).

Сценарий развития отрасли на декаду можно представить таблицей:

http://www.nccs.gov/wp-content/media/nccs_reports/Petascale_Brochure.pdf «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации На других сегментах рынка (средства доступа и программное обеспечение) ситуация не столь монополярна. Особенно это касается программного обеспечения. Здесь достаточно сильны позиции стран Евросоюза (особенно в прикладном ПО) и КНР. Есть определнные заделы и у России, хотя разрабатываемое в России ПО часто остатся на уровне концептуальных моделей и не доводится до состояния отчуждаемого рыночного продукта.

5. Привлекательность целевых рынков, оценка состояния разработок в России по сравнению с мировым уровнем Современный российский рынок высокопроизводительных вычислительных установок характеризуется доминированием мировых лидеров — американских компаний HP и IBM. В последние годы доля отечественных компаний стала несколько возрастать, но переломить ситуацию это не может.

Правительству России вряд ли стоит предпринимать какие-то протекционистские меры для поддержки своего производителя. Во-первых, это небезопасно, т.к. Россия полностью зависит от импорта элементной базы из тех же США, а, во-вторых, производственные мощности отечественных производителей просто не позволяют сегодня удовлетворить имеющийся спрос.

Выходом из ситуации может стать только сокращение технологического отставания. Если оно сократится с нынешних пяти до хотя бы двух лет, то американская продукция, аналогичная по характеристикам российской будет попадать под торговые ограничения самих же США, что существенно ослабит позиции американских производителей на российском рынке. Ликвидация же зависимости от импорта элементной базы дала бы России возможность проводить более самостоятельную и агрессивную политику поддержки отечественного производителя. Именно в этом направлении планирует работать НСТП.

6. Степень соответствия технологий, которые предполагается развивать в рамках Платформы, магистральным направлениям развития индустриально развитых стран В принципе, суперкомпьютерные технологии в России развиваются по тем же направлениям, что и в странах-лидерах этой отрасли. Более того, сегодня в России есть вс необходимое, чтобы, например, в течение года создать машину петафлопсного уровня (в США — 2009 год) и, таким образом, сократить отставание до двух лет. Однако в России имеется огромный разрыв между НИОКР и собственно производством. Последнее представлено в основном небольшими инновационными компаниями, которые просто не могут «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации потянуть проекты такого масштаба. Государственное же финансирование носит нерегулярный характер (финансируются конкретные проекты, а не долгосрочные программы).

В США отрасль финансируется из федерального бюджета на регулярной основе. Это позволяет работать на перспективу с долгосрочными планами. То же самое происходит и в КНР. В Европе программа развития высокопроизводительных вычислений официально признана приоритетным направлением политики Евросоюза (см. документ COM(2009) 10811) и финансируется и направляется Еврокомиссией.

Возможно, России тоже следует, объявив эту отрасль стратегическим приоритетом, перейти к планомерному финансированию долгосрочных (на десятилетия) программ вместо рваного ритма по-проектного финансирования.

Выстраивание отношений отрасли с государством процесс сложный и это именно то, в чм видит свою миссию создаваемая Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа.

7. Оценка степени распространённости технологий и сравнения с альтернативами В России в той или иной мере представлены все направления построения суперкомпьютеров, существующие в мире, и НСТП планирует объединить их в своих рядах. Поэтому альтернатив на сегодня просто нет, и в обозримом будущем их появление не ожидается. Альтернативные идеи в принципе разрабатываются (например, квантовые и био-компьютеры), но это пока ещ очень далкая от практики фундаментальная наука. К «инновациям», «технологиям», «производству» и реальному применению это пока отношения не имеет.

Communication From The Commission To The European Parliament, The Council, The European Economic And Social Committee And The Committee Of The Regions. ICT Infrastructures For e-Science. Brussels, 5.3.2009, COM(2009) 108 final «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Научно-технические заделы и производственная база Раздел 3.

1.. Ключевые направления исследований и разработок Ключевые направления исследований и разработок были подробно описаны в части 3 раздела 1, а именно:

Аппаратура суперЭВМ Системная инженерия и архитектуры Системное программное обеспечение Прикладное программное обеспечение для отраслей экономики, перечисленных в п. 2 раздела Сети связи, грид и облачные вычисления Вся пять перечисленных направлений необходимо развивать одновременно в тесной взаимосвязи друг с другом.

В ближайшие три года, при определнных условиях, предлагается провести следующие работы (конкретный план работы Платформы на среднесрочную перспективу будет разработан позже):

1.1. Поисковые исследования создать эффективно работающие межотраслевые научнопроизводственно-образовательные кооперации;

активизировать деятельности предприятий по инвестированию в суперкомпьютерные технологии;

запустить рыночные механизмы с области инструментального ПО;

разработать и запустить механизмы защиты российских правообладателей в области математических моделей и вычислительных алгоритмов;

внедрить специализированные учебные курсы для нужд отрасли в высших учебных заведениях и послевузовском образовании.

1.2. Разработки конкурентоспособных технологий ликвидировать технологическую зависимость России от иностранных поставщиков аппаратного обеспечения и начать постепенное импортозамещение в элементной базе;

создать грид-системы национального масштаба, построенные на стандартных интерфейсах, что даст возможность соединять их с европейскими сетями и выходить на мировой рынок высокопроизводительных вычислений;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации 1.3. ОКР и ОТР Освоить производство перспективных систем охлаждения на базе имеющихся опытных образцов;

Освоить производство, разработанной в России системы интерконнекта с архитектурой 3D-тор и других перспективных решений.

1.4. Проекты коммерциализации технологий ввести в эксплуатацию средства удалнного доступа к вычислительным ресурсам;

создать и запустить национальную сеть суперкомпьютерных сервисов по примеру европейской системы PRACE;

выйти на международный рынок в роли экспортра системного ПО для суперЭВМ;

создать две-три супер-ЭВМ наивысшей производительности (на уровне первой десятки top-500) для комплектования вычислительных центров нулевого (в терминологии PRACE) уровня;

построить несколько (10–15) установок высокой производительности (100–300 Терафлопс) для комплектования региональных научных центров, инновационных учебных заведений и удовлетворения потребностей в высокопроизводительных вычислениях отраслевых и корпоративных центров;

организовать массовое производство суперкомпьютеров средней (10– 50 терафлопс) и малой (1–10) Терафлопс производительности для обеспечения исследовательских лабораторий и высокотехнологичных компаний.

1.5. Развитие стандартизации в отрасли Разработка проектов государственных стандартов и технических условий на промежуточное программное обеспечение для грид с использованием суперЭВМ;

Разработка проектов стандартов совместимости для коммуникационных сетей суперЭВМ;

Разработка проектов стандартов и технических условий для совместимости систем мониторинга и управления суперЭВМ «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Разработка проектов стандартов и технических условий для совместимости компонент инфраструктуры (подсистем электропитания и охлаждения) суперЭВМ.

Разработка проектов открытых стандартов для обмена научными данными в научно-образовательном сообществе, в том числе в рамках грид-сетей.

1.6. Создание центров компетенции в приложениях суперЭВМ для конкретных областей Гидро-газодинамические расчеты Инженерные расчеты, проектирование in-silico в жизненном цикле изделия Молекулярное моделирование Биоинформатика 1.7. Поддержка процесса государственных закупок высокопроизводительной вычислительной техники Разработка типовых рекомендаций по закупкам кластерных вычислительных систем Разработка типовых рекомендаций по закупкам суперЭВМ Общественная экспертиза тендеров на закупку высокопроизводительной вычислительной техники, проводимых государственными организациями Общественный мониторинг исполнения контрактов.

2. Российские организации, осуществляющие исследования и разработки по данным направлениям Госкорпорация «Росатом»

ИПС имени А.К. Айламазяна РАН

НИИСИ РАН

Институт проблем химической физики РАН Институт Системного Анализа РАН Южно-Уральский Государственный Университет Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (ОАО НИЦЭВТ) «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Научно-исследовательский институт многопроцессорных вычислительных систем имени академика А.В. Каляева «Южного федерального университета»

НИИ Квант ЗАО «Крафтвэй корпорэйшн» ПЛС ООО «Альт Линукс»

ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика»

ГУП НПЦ «ЭЛВИС»

и ряд других.

3. Предыдущие затраты на исследования и разработки инициаторов создания ТП. Основные достижения ИПС им. А.К. Айламазяна РАН выступал головной организацией от Российской Федерации в программах Союзного государства:

СКИФ (2000–2004) — 125млн. рублей;

СКИФ-ГРИД (2007–2010) — 890 млн. рублей.

Также в этих программах участвовали ЮУрГУ, «Альт-Линукс», «РСК СКИФ».

Южно-Уральский Государственный Университет, помимо участия в программах союзного государства, профинансировал увеличение вычислительной мощности флагмана своего суперкомпьютерного парка — машины СКИФ-ЮУрГУ до 104 Терафлопс в объме 240 млн. рублей. Работа выполняется «РСК СКИФ», срок запуска — I квартал 2011 года. Кроме того Университет проводит различные работы по поддержанию и развитию своего суперкомпьютерного центра приблизительно на 30–40 млн. рублей в год.

Компания «РСК СКИФ», за счт грамотной и продуманной организации международного сотрудничества, смогла получить от зарубежных партнров интеллектуальную собственность на сумму в 440.66 млн. рублей по оценке ФГУП «Лицензионторг». В результате, получено право на полный цикл производства всех печатные плат, модулей и суперЭВМ в целом.

Компания «Альт Линукс» участвовала в разработке программного обеспечения для суперкомпьютерного центра Московского Государственного Университета и операционной системы для машин на базе процессоров Power, затратив в обще сложности около 15 млн. рублей.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации В ИПХФ РАН на исследования и разработки Грид технологий в области вычислительной химии было истрачено в период 2004–2010 гг. около млн. руб. Основные достижения, полученные в этот период: запущены в работу основные пакеты вычислительной химии и организован удалнный доступ к ним. Создана виртуальная организация nanochem на платформе ННСГРИД, для проведения ab initio расчетов в интересах биоинженерии, наноидустрии и фармакологии, объединяющая до 20 заинтересованных партнеров.

Также, выполнялось несколько проектов за счт Академии Наук, РФФИ и других источников на общую сумму около 30 млн. рублей.

Итого — приблизительно 1,77 млрд. рублей.

Инициатор Платформы ИПС им. А.К. Айламазяна РАН участвовал в реализации и других программ Союзного государства (Космос НТ, Космос СГ — госзаказчик Роскосмос, Триада — госзаказчик Минпромторг), а также проектов по линии других ведомств Основные результаты проведнных работ таковы:

Выпущено 20 опытных образцов суперкомпьютеров, подготовлена их конструкторская и программная документация (включая более двадцати отечественных прикладных пакетов) с литерой О1, проведены приемочные (государственные) испытания. Имеется реальная технологическая возможность построения систем рекордной производительности: 5 Pflops в 2011 году, 10 Pflops в 2012 году.

Создано базовое, системное, инструментальное и прикладное программное обеспечение (ПО) в самых разных областях применения суперЭВМ семейства «СКИФ».

Разработанные технологии реально используются в науке, образовании и реальных отраслях экономики России.

Создано отечественное ПО промежуточного уровня для территориальнораспределенных грид-систем, с поддержкой:

o интеграции вычислительных ресурсов (вычислительный грид);

o метакомпьютинга;

o распределенного хранения данных и их распределенной обработки;

o управления пользователями и ресурсами грид-сети;

o других грид-технологий.

Создана распределенная вычислительная система «СКИФ-Полигон» объединяет суперкомпьютерные центры и научно-исследовательские центры, которым необходим доступ к вычислительным ресурсам;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации На созданных суперкомпьютерах, с использование ресурсов сети «СКИФПолигон» решаются реальные задачи в интересах экономики страны. Вот лишь некоторые из них:

o химические приложения, квантохимические расчеты, прогнозирование свойств материалов и веществ, проектирование новых материалов и веществ (лекарства, нанотехнологии, материаловедение и т. п.), методы молекулярной динамики для моделирования наноструктур, расчеты зонной структуры твердых тел;

o проектирование химических реакторов;

o аэрогидродинамические расчеты, включая аэромеханические расчеты для случая плохообтекаемых тел;

o газодинамика, в том числе: численное моделирование элементарных процессов радиационной газовой динамики;

o обработка результатов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) — формирование фокусированных радиолокационных изображений, моделирование широкополосных пространственновременных радиолокационных сигналов, поточечная обработка цветных и полутоновых видеоданных, классификация изображения o гидрометеорология: модели регионального прогноза погоды на часов, численные методы прогнозирования погоды, перспективные метеорологические модели;

o прикладные системы искусственного интеллекта (ИИ), аналитические службы, информационный сервис, наука и государственная безопасность: классификации текстов по заданным в процессе обучения классам (глубокий анализ текста, высокая релевантность), извлечение знаний из неструктурированных текстов на естественном языке, инструментальные системы для проектирования интеллектуальных систем и др.;

o медицина и телемедицина: кардиологическая экспертная система реального времени, система хранения и обработки маммограмм и o расчеты явлений с большой долей энергии излучения: расчет характеристик лазерного факела, моделирование процессов лазерного спекания порошковых материалов, гиперзвуковое движение космического тела в плотных слоях атмосферы; удар астероида по поверхности Земли и др.;

o геомеханические задачи: моделирование деформационных процессов на земной поверхности, моделирование устойчивости подземных сооружений; напряженно-деформированное состояние подработанной толщи;

o экологическое моделирование и прогнозирование, в том числе в чрезвычайных ситуациях: комплекс оперативного прогноза ветрового переноса загрязнений при чрезвычайных ситуациях;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации o государственная безопасность. Специальные математические задачи и алгоритмы, решения задач перебора большой размерности.

Система идентификации личности по голосу, сбор, учет и поиск лиц по фонограммам их речи;

o радиосвязь, оптимизация частотно-территориальных планов радиоэлектронных средств с учетом электронно-магнитной совместимости;

o банковские информационные системы;

o инженерные расчеты: автомобильная промышленность, сельскохозяйственные машины, аэрокосмическая техника, легкая промышленность и др.

4. Рыночное положение российских производителей. Деятельность инициаторов ТП по созданию производства Как уже отмечалось в п. 5 раздела 2, российским производителям на внутреннем рынке приходится испытывать жсткое давление со стороны американских компаний, в первую очередь IBM и HP. Обусловлено это в первую очередь тем, что, как уже говорилось, технологическое отставание России от США на сегодняшний день составляет примерно пять лет. Это как раз срок устаревания технологий в данной отрасли. Поэтому такие технологии не попадают под торговые ограничения, введнные правительством США, и российские производители оказываются в заведомо проигрышной ситуации. Те решения, которые для них являются новыми и в разработке которых присутствует изрядная доля НИОКР, для конкурентов являются уже проверенными (в течение пяти лет), отработанными и почти серийными. Естественно, цена установок у IBM и HP получается заметно ниже.

Единственный способ исправления ситуации — сокращать отставание так, чтобы продукция, аналогичная предлагаемой российскими производителями, в США считалась достаточно новой и попадала под введнные правительством США торговые ограничения. Тогда получится, что правительство США, своими мерами по ограничению торговли, само выдавливает американских производителей с российского рынка.

Именно так случилось с системой интерконнекта с архитектурой 3Dтор. Продавать е американские компании не могут из-за ограничений Джексона-Вейнике, но она уже самостоятельно разработана в России в рамках программы «СКИФ-ГРИД». Если теперь удастся запустить е в производство (пока существует только опытные экземпляры), то американские компании уже не смогут монопольно продавать е, когда у них появится такая возможность.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Обоснование выбора технологических платформ как инРаздел 4.

струмента решения поставленных задач 1. Информацию об используемых механизмах государственной поддержки в создании технологической платформы Реализация создаваемой технологической платформы требует объединения целого ряда партнеров из разных (хотя и связанных между собой) научно-технологических областей: разработчиков аппаратных платформ и вычислительных ресурсов в целом, разработчиков системного и прикладного ПО, web-разработчиков — и конечных потребителей высокопроизводительных расчетов, технологий математического моделирования, сверхбольших баз данных. Платформа позволит объединить усилия вузовских, научных, промышленных и бизнес-участников — как разработчиков в области высокопроизводительных вычислений, так и использующих подобные вычисления в своей деятельности, а также готовящих кадры для данных областей.

Поставленные основные задачи НСТП: (а) развитие и эффективное использование суперкомпьютерных и распределенных вычислительных технологий в интересах науки, промышленности, образования, а также прочих отраслей экономики, социальной сферы и государственных нужд; (б) создание национальной информационно-вычислительной инфраструктуры и решение проблем эффективного е использования.

Координация направлений развития в рамках НСТП позволит быстро распространять перспективные технологии (в области и аппаратного, и программного обеспечения) среди участников платформы, быстро откликаться на запросы потребителей (как из состава членов платформы, так и внешних) на создание новых технологий расчетов и моделирования, и на проведение крупномасштабных вычислений для прикладных задач в различных отраслях науки, высокотехнологичных отраслях промышленности и инновационной сферы экономики.

Использование создаваемой технологической платформы как единого инструмента позволит решать следующие задачи:

выработать скоординированные и согласованные между основными разработчиками и пользователями технологические политики по разработке аппаратного и программного обеспечения платформы, созданию единой сетецентрированной инфраструктуры в виде объединения отраслевых и территориальных распределенных вычислительных систем (в том числе грид- и «облачных»), обеспечив тем самым возможность создания единого «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации научно-технического киберпространства России и выработки стратегии его развития на ближайшие годы;

проводить всестороннюю оценку перспективных технологий в области суперкомпьютинга и распределенных вычислений применительно к аппаратному (включая элементную базу), системному и прикладному программному обеспечению с учетом как возможностей и необходимости их реализации разработчиками, так и востребованности данных технологий потенциальными заказчиками;

содействовать распространению практики использования суперкомпьютерных и распределенных технологий для решения важнейших производственных, научных и оборонных задач, ускорения НИР и НИОКР, снижения стоимости и повышения конкурентоспособности высокотехнологичной отечественной продукции;

создать в рамках платформы сеть вычислительных ресурсов, востребованных в той или иной мере самыми разными областями науки и индустрии (в том числе для разработки критических технологий) и оснащенных различным прикладным ПО (в первую очередь разработанном в рамках НСТП), позволяющим решать научные и технологические задачи самого разного профиля, включая многоступенчатые мультидисциплинарные комплексные задачи прикладного и научного характера;

разрабатывать наиболее эффективные варианты партнерства между госучреждениями и частным бизнесом в области создания и применения новых суперкомпьютерных технологий с учетом интересов всех вовлеченных сторон, а также моделей привлечения дополнительных общественных, корпоративных и частных финансовых, материальных и интеллектуальных ресурсов для проведения совместных исследований и разработок;

в рамках платформы становится возможным создание межотраслевых консорциумов для разработки и выполнения мультидисциплинарных государственных и внутриотраслевых программ, подразумевающих одновременное или последовательное решение сложных задач из разных областей знания в рамках единого крупного задания;

скоординировать между участниками и тем самым значительно облегчить создание полномасштабного нормативно-правового регулирования в области использования суперкомпьютеров и национальных сетей удаленного доступа;

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации проводить консолидированное отстаивание интересов участников Платформы на всех уровнях и обеспечить условия создания механизмов влияния на принятие решений органами государственной власти в различных сферах развития Российского государства.

2. Краткое описание ключевых направлений совершенствования государственного регулирования в целях обеспечения развития технологий, поддерживаемых в рамках технологической платформы В качестве возможных направлений государственного регулирования и государственной поддержки могут быть выделены:

1. введение рекомендаций (для части проектов — обязательных к исполнению) по использованию вычислительных ресурсов инфраструктуры НСТП в проведение исследований и разработок, финансируемых государством, включая работы по другим технологическим платформам;

2. полная или частичная оплата государством (по крайней мере на первых стадиях развития платформы) проведения высокопроизводительных расчетов на ресурсах инфраструктуры НСТП государственными компаниями (вузами, НИИ) и частными инновационными производителями с использованием различного прикладного ПО;

3. финансирование постройки или модернизации существующих высокоскоростных каналов связи между региональными центрами, в которых размещены ресурсы инфраструктуры НСТП;

4. введение государством в качестве обязательного условия сертификации для разработки ряда товарных продуктов применения средств математического моделирования или тестирования, особенно для компаний с государственным капиталом;

5. в области государственного образования: (а) расширение количества бюджетных мест в вузах для специальностей «системное администрирование», «системное программирование», «прикладное программирование»

и т.п. для увеличения количества молодых специалистов, вовлекаемых в развитие НСТП; (б) использование в процессе обучения как можно более широкого круга студентов и аспирантов вузов — участников НСТП для разработки необходимого для нужд НСТП системного и прикладного ПО;

(в) введение в большинство планов обучения прикладных специальностей (в первую очередь инженерных) дополнительных курсов обучения работы с прикладными пакетами ПО в рамках НСТП и проведение студентами расчетов тестовых и реальных научно-технических и инженерных задач «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации на ресурсах инфраструктуры НСТП; (г) связанное с этим проведение повышения квалификации вузовских преподавателей по данным специальностям;

6. финансирование государством (с привлечением частных спонсоров) проведения широкого круга российских конференций и форумов (в том числе с международным участием) для разработчиков вычислительных ресурсов, прикладного и системного ПО, интерфейсов прикладных пакетов и т.п. с обязательным участием студентов и аспирантов вузов;

7. облегчение возможности привлечения зарубежных исследователей и разработчиков прикладного ПО (в том числе на постоянной основе) для участия в создании и развитии ресурсов, прикладного и системного ПО для нужд НСТП (вне областей критических и «закрытых» технологий и ресурсов), дополнительное финансирование зарубежных стажировок и поездок на международные конференции и с целью стажировок в ведущих научноучебных центрах, университетах и фирмах-разработчиках системного и прикладного ПО.

3. Преимущества технологической платформы перед существующими механизмами Основная проблема вертикальных методов управления инновационным развитием (каковыми являются ФЦП и другие используемые сегодня механизмы) — это отсутствие естественного механизма обратных связей между различными участниками процесса. Все связи выстраиваются вертикально:

государство — головная организация — исполнитель. А при такой организации естественных обратных связей (например, между исполнителями одного уровня) не возникает. Создавать же их искусственно — процесс сложный и не всегда приводящий к успеху. Технологическая же платформа, напротив, изначально горизонтальный механизм, где сотрудничают равные партнры.

Это сложнее в управлении (нельзя просто приказать), зато здесь обратные связи работают естественным образом и результат взаимодействия должен получиться более качественным.

Таким образом, одним из основных барьеров на пути научнотехнического развития отрасли, который очень трудно преодолеть с помощью существующих механизмов государственной политики, является ведомственная разобщнность участников процесса и неминуемо возникающие при этом конфликты интересов. Т.е. как раз именно отсутствие горизонтальных обратных связей, которым мешают ведомственные барьеры.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Другой барьер — это неминуемо возникающие отношения — головная организация — исполнитель. При таких отношениях все глобальные технические решения принимаются головной организацией, что приводит к доминированию какой-то одной идеи, одного подхода. В случае же, когда роль головной организации исполняет технологическая платформа, техническая политика вырабатывается путм согласований позиций, научных споров, экспертиз и т.п. В итоге, достигается консенсус специалистов, представляющих разные школы и разные идеи. Это обязательно приведт к лучшему качеству принимаемых решений.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Развитие кооперации с участием производственных Раздел 5.

предприятий, научных организаций, вузов и других заинтересованных сторон 1. Организационный и человеческий фундамент Платформы Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа создатся на базе коллектива, в течение последних десяти лет выполнявшего программы Союзного государства «СКИФ» и «СКИФ-ГРИД» и участвовавшего в других программах Союзного государства. Это почти полсотни организаций, географически разбросанных по всей территории России и Беларуси.

За эти десять лет были наработаны уникальные механизмы взаимодействия и кооперации, включая и международную кооперацию. Люди привыкли к «правилам игры», восприняли их, научились работать в таком широком, распределнном коллективе. Этот коллектив, этот опыт взаимодействия и совместного решения задач, наверное, самое ценное, что было создано в процессе выполнения Союзных программ. Теперь вс это должно быть унаследовано создаваемой платформой, быть развито и использовано в новом проекте.

Конечно, платформа — более широкий коллектив, в который придт (уже пришло) много новых лиц, которые вливаются в коллектив, уже выработавший какие-то правила и схемы кооперации. Эти правила проверены временем, стабильны и потому процесс адаптации ни для кого не должен быть болезненным.

2. Кооперация на основе приоритета «личных» интересов Кооперация в платформе должна строиться исключительно на основе приоритета интересов участников. Т.е. вся работа строится так, чтобы каждый участник делал только то, что ему выгодно и при этом приносил пользу Платформе и, через не, всей отрасли.

Схемы получения отдачи от Платформы каждым участником будем строить в виде замкнутых кругов «нарастания выгоды», когда действия участника, выполняемые в круговом цикле, имеют нарастающий эффект на каждом круге.

Наглядное описание действий каждого участника и выгод, которые он получает от участия в Платформе, приводится на рисунках ниже.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Риски реализации технологической Платформы Раздел 6.

1. Основные риски К основным рискам в процессе реализации Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы в области прикладного программного обеспечения в целом и отдельных направлений исследований и разработок в частности могут быть отнесены:

1. запрет или введение различных ограничений лицензирования на использование в рамках платформы НСТП уже имеющихся прикладных программных пакетов внешних (по отношению к платформе) производителей (как зарубежных, так и российских), включая свободно распространяемое ПО, для которого действуют какие-либо лицензионные ограничения, а также как вариант — введение «заградительных» цен на версии прикладных пакетов, которые эффективны в условиях НСТП (версии для распределенных вычислений, для большого количества CPU и т.п.). Также внешними производителями может быть произведена приостановка разработки пакетов прикладного ПО, смена приоритетов развития и т.п. Все это может привести к затруднениям или невозможности использования необходимого прикладного ПО в рамках НСТП.;

2. отказ (по разным причинам) от развития, изменение направленности развития, смена приоритетов для различного системного ПО, являющегося базовым для вычислительной структуры создаваемой платформы (ОС, распределенные среды, системы управлениями кластеров и т.п.), со стороны разработчиков (в том числе и нынешних участников платформы).

Это ведет к возможной приостановке развития инфраструктуры НСТП ввиду возможной ориентированности прикладного ПО на особенности системного ПО, а также к возможным перебоям в вычислительной инфраструктуре НСТП;

3. развитие внешних легкодоступных вычислительных мощностей, конкурирующих с развиваемыми в рамках НСТП, включая «облачные» вычисления для ряда прикладных пакетов на глобальных вычислительных пространствах, что приведет к снижению востребованности и эффективности использования создаваемых в рамках НСТП ресурсов и инфраструктуры;

4. отсутствие востребованности со стороны конечного пользователя (в первую очередь индустриального) применяемых или разрабатываемых в рамках платформы пакетов прикладного ПО, что связано как с общей низкой «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации культурой проведения технологических разработок в большинстве промышленных организаций, так и с неумением (и нежеланием) использования результатов математического моделирования и высокопроизводительных расчетов в разработках;

5. для ряда разработанных в рамках НСТП прикладных пакетов в дальнейшем может быть утерян интерес со стороны потребителя в связи, как с изменением общей стратегии научно-технического развития в ряде областей, так и со сменой приоритетов промышленности и науки;

6. ухудшение экономической ситуации в стране (по различным причинам) может вести к деградации вычислительных ресурсов и инфраструктуры НСТП (из-за неминуемого снижения расходов на эксплуатацию), к приостановке разработки системного и прикладного ПО (ввиду оттока кадров), к нежеланию заказчиков пользоваться ресурсами НСТП и вычислительными продуктами в ее рамках.

2. Меры по преодолению рисков Основные меры по преодолению данных рисков (соответствует вышеуказанным пунктам):

1. (а) обеспечение благоприятных условий для всемерного развития отечественных прикладных пакетов ПО, в первую очередь участниками НСТП;

(б) ориентация в первую очередь на свободно распространяемое прикладное ПО (включая таковые версии коммерческих пакетов); (в) одновременное использование нескольких родственных (т.е. во многом дублирующих друг друга) прикладных пакетов; (г) покупка разработчиков или вхождение при возможности в состав акционеров компаний, разрабатывающих наиболее важные прикладные пакеты, а также обеспечение благоприятных условий для создания российских филиалов зарубежных разработчиков прикладного ПО;

2. Для системного ПО должны применяться меры подобные п.1, однако, в существенно большей мере, т.е. подавляющая часть системного ПО должна быть отечественной разработки. Должны быть обозначены критические для инфраструктуры НСТП пакеты, разработка которых должна вестись членами НСТП, кроме того, должна быть предусмотрена возможность дублирования функциональности данных пакетов другими разработками.

3. Для пользователей должны быть предусмотрены либо отсутствие взимания денег за проведение высокопроизводительных расчетов (особенно на «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации первых стадиях формирования НСТП), либо обеспечены минимальные расценки таких расчетов на ресурсах НСТП;

4. Стимулированию пользователя, в первую очередь промышленного, для использования ресурсов и вычислительных продуктов НСТП во многом посвящен раздел 4, однако кратко: (а) создание дружелюбных, упрощенных, снабженных большим количеством базовых шаблонов интерфейсов (в первую очередь, web-ориентированных) для прикладных пакетов, чтобы максимально упростить пользователю работу с ними; (б) создание информационных web-ресурсов по обучению работе как с интерфейсами прикладных пакетов, так и с ресурсами и инфраструктурой НСТП в целом; (в) обучение пользователей российскими разработчиками прикладного ПО как очное, так и в режиме интерактивного on-line, а также введение дополнительного обучения в вузах студентов соответствующих специальностей; (г) отсутствие или минимальная оплата пользования ресурсами НСТП; (д) введение государством для разработки ряда товарных продуктов в качестве условия сертификации обязательного применения средств математического моделирования или тестирования;

5. Данный риск является неизбежным и минимизируется тщательным анализом новейших разработок в области прикладного ПО для всех областей научно-технического развития в России и за рубежом, а также изучением наиболее востребованных рынком направлений применения прикладного 6. Данный риск является форс-мажорным обстоятельством, однако, может быть минимизирован введением наименее ресурсоемких технологий, привлечением внебюджетных средств, организацией государственной поддержки ресурсов и инфраструктуры НСТП.

Данная технологическая платформа не создает никаких дополнительных ограничений в области конкуренции как для отечественных производителей продукции, так и для организаций — потребителей продукции технологической платформы на российском рынке.

«Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа» проект реализации Управленческие решения, связанные с формированием и Раздел 7.

функционированием технологической Платформы 1. Информация о готовности к созданию технологической Платформы В настоящие время разработан манифест, описывающий цели и задачи Платформы и основные методы их достижения. Манифест рассылается по предприятиям отрасли, многие из которых уже выразили желание присоединиться к платформе. Координация текущей деятельности осуществляется оргкомитетом Платформы.

В стадии государственной регистрации находится Некоммерческое партнерство (НП) по содействию в развитии суперкомпьютерной техники и инновационных технологий на е основе — «Национальная Суперкомпьютерная Технологическая Платформа»», которое планируется на роль координатора Платформы. Форма некоммерческого партнрства предполагает свободное вхождение в него новых членов, как и выход из партнрства. Таким образом, на базе НП можно будет сформировать действительно работоспособную организацию, отражающую реальных баланс интересов участников Платформы.

Партнрство открыто для вступления новых членов. Любая организация или любой исследователь, разделяющий цели и задачи Платформы и готовый работать для решения этих задач и достижения целей, может присоединиться к Платформе.

Выход из Платформы также свободный, если иное не оговорено какими-либо соглашениями между членами Платформы или срочными обязательствами, возникшими в процесс деятельности Платформы.

2. Координация деятельности организаций, участвующих в создаваемой технологической Платформе Вс, что написано в данном разделе, является рабочим проектом, предложением. Платформа, на свом общем собрании или через свои руководящие органы может подкорректировать эти схемы в любой момент, когда сочтт их неоптимальными для решения задач и достижения целей Платформы.