Суперкомп'ютерні системи з кластерною архітектурою орієнтовані на вирішення найважливіших для України задач економіки, техніки, екології, обороноздатності та безпеки, які мають велику й надвелику обчислювальну розмірність і потребують швидкісної обробки великих масивів даних.
Зокрема, розроблені суперкомп'ютерні системи з кластерною побудовою орієнтовані на розв'язання важливих прикладних задач у таких галузях науки як молекулярна біологія, генетика, матеріалознавство, фізика твердого тіла, ядерна фізика, фізика напівпровідників, астрономія, геологія тощо.
Розроблені в Інституті кібернетики імені В.М.Глушкова НАН України кластерні системи, на відміну від існуючих, мають знанняорієнтовані архітектури, що реалізують ефективну роботу зі складними структурами даних і знань великого обсягу при вирішенні як традиційно-обчислювальних задач (задачі матфізики, моделювання складних систем і об'єктів, обробки траєкторних вимірів тощо), так і задач штучного інтелекту (задачі обробки й подання знань, розпізнавання образів, класифікацій, діагностики, прогнозування тощо).
Крім того, орієнтовані на знання архітектури розроблюваних кластерів добре інтегруються з архітектурами розподілених баз даних й істотно прискорюють процеси пошуку і обробки інформації.
Саме інтелектуальна складова розроблюваних кластерів разом з розподіленими базами даних є їх важливою особливістю, яка дозволяє підвищувати продуктивність системи при розв'язанні задач з великими базами даних і базами знань.
Зараз розроблено та введено у дослідну експлуатацію суперкомп'ютери для інформаційних технологій (СКІТ):
· Кластер СКІТ-1 — 32-х процесорний 16-ти вузловий кластер на основі мікропроцесорів Intel Xeon (частота 2.67 Ггц) з розрядністю 32 біта і можливістю виконувати обчислення з 64-х та 128-и бітовою інформацією, з піковою продуктивністю не менше 170 ГФлопс і можливістю підвищення продуктивності до 0.5-1 Т Флопс.
· Кластер СКІТ-2— 64-х процесорний 32-х вузловий кластер на основі мікропроцесорів Intel Itanium 2 (частота 1,4 Ггц) з розрядністю 64 біта і можливістю виконувати обчислення з 128-и та 256 бітовою інформацією, з піковою продуктивністю більш 300 ГФлопс і можливістю підвищення продуктивності до 2-2.5 ТФлопс, системою збереження даних об'ємом 1 ТБайта і можливістю нарощування об'єму до 10-15 ТБайт (на фото дві шафи ліворуч).
Обчислювальний комплекс ІК НАНУ у складі кластерів СКІТ-1 і СКІТ-2
Загальносистемне програмне забезпечення кластерів СКІТ підтримує всі етапи розробки паралельних програм користувачів. Головна операційна система кластерів ALT Linux для СКІТ-1 і RedHat Enterprise для СКІТ-2, а загальне середовище паралельного програмування – модель передачі повідомлень MPI/SCI (Message Passing Interface). Крім того, загальносистемне програмне забезпечення включає оптимізовані компілятори мов паралельного програмування Сі, С++, Фортран та інші.
За своїми характеристиками розроблені кластерні системи СКІТ-1 і СКІТ-2 не поступаються світовим аналогам, а за можливістю ефективної інтелектуальної обробки великих об'ємів знань і даних (яка ґрунтується на знанняорієнтованих архітектурах) забезпечуються істотні переваги над аналогічними розробками у світі.
Створенню кластерів СКІТ-1 і СКІТ-2 та введенню їх у дослідну експлуатацію сприяла тісна співпраця Інституту кібернетики ім. В.М.Глушкова НАН України з фірмою “Юстар” (м. Київ) та компанією Intel, які забезпечили технічну та консультативну підтримку у використанні обладнання з процесорами Intel Xeon та Intel Itanium 2, а також прийняли участь в налагодженні обладнання кластерів.
Як підкреслив науковий керівник робіт по кластерним системам директор Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України академік І.В. Сергієчко: «Розроблені суперкомп'ютери з кластерною архітектурою дають змогу розв'язувати принципово нові надскладні задачі великої розмірності в галузі науки, економіки, екології, сільського господарства, техніки, безпеки, в космічній галузі та інших галузях. На сімействі кластерних суперЕОМ реалізовано ряд прикладних пакетів для створення інформаційних технологій розв'язання важливих класів задач практичного застосування.»
Зокрема, в Інституті кібернетики імені В.М.Глушкова, Інституті космічних досліджень, Інституті програмних систем НАН України розроблено програмні пакети для: вирішення проблем екології ґрунтів при великих об'ємах повнозв'язаних даних, обробки даних сейсмічної розвідки земної кори, аналізу і прогнозуванню природних і техногенних процесів в атмосфері; кластерних обчислень задач обробки супутникової інформації, моделювання структурно-технологічних змін у перехідній економіці; задач управління рухомими об'єктами, зокрема задача динамічного комівояжера в режимі реального часу; оптимального вибору орбіт і структури космічних систем зондування Землі та їх раціональної експлуатації; пошуку оптимального розташування сервісних центрів; побудови перешкодозахищеного коду максимального об'єму методом гілок і границь; оцінки і класифікації альтернативних рішень щодо поточного стану складної системи на базі нечітких даних та знань недетермінованої природи; моделювання прямих та обернених задач динаміки систем з розподіленими параметрами; кластеризації даних за допомогою генетичних алгоритмів.
Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України і компанія Юстар за останні декілька років отримали досвід у розробці та експлуатації суперкомпютерів з кластерною архітектурою, що дає можливість створити вищезгаданий Центр компетенції кластерних технологій на базі платформ Іntel. Сервери і кластерні комплекси на базі архітектури Intel перевершили RISC-системи по потужності, темпу повернення інвестицій, а як наслідок – по кількості систем в світовому рейтингу суперкомп'ютерів. В останній версії рейтингу TOP500 (листопад 2004, оновлюється кожні півроку) доля платформ на базі архітектури Intel доссягнула 64% (320 систем).
Володимир Сав'як, технічний директор компанії Юстар, переконаний у тому, що «Центр компетенції такого рівня є унікальним явищем на території України. Він надає замовникам можливість мінімізувати ризики при впровадженні кластерних систем на базi платформ Intel, оптимізувати рішення під конкретні задачі та відтестувати ІТ-рішення до їх придбання».
Основні завдання Центру:
· консалтинг по кластерним технологіям;
· проектування кластерних систем безпосередньо під Ваші задачі;
· відпрацювання міграції з RISC- систем на платформи Intel Xeon та Intel Itanium 2;
· розробка та тестування програмного забезпечення під кластерні системи;
· надання в користування процесорного часу існуючих комплексів.
До складу Центру в даний час входять обчислювальні кластерні системи СКІТ-1 і СКІТ-2.
Передбачається, що у 2005-2006 рр. на базі Інституту кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України будуть створені не менш 1-2х потужних кластерів з терафлопсною продуктивністю. На базі Юстар до червня 2005 р. будуть побудовані кампусні та метро відмовостійкі кластерні рішення на базі Suse Linux, Constantdata Suse Linux, Constantdata та продуктів розроблених власним відділом Linux-рішень компанії Юстар.
e-news.com.ua
