우리는 돌파할 것입니다: 러시아 슈퍼컴퓨터
공개 데이터에 따르면 러시아에서 가장 강력한 슈퍼컴퓨터는 Yandex의 Chervonenkis입니다. 출처: wikiwand.com
전략적 기술
기술 주권을 주장하는 국가는 자체적으로 슈퍼컴퓨터를 구축할 수 있어야 합니다. 또는 처음으로 적어도 다른 사람에게서 구매하십시오. 효율적이고 매우 비싼 컴퓨터는 국가와 세계에서 진보의 원동력입니다. 문자 그대로. "수퍼"의 가장 중요한 대상 중 하나는 다양한 프로세스의 복잡한 XNUMX차원 모델링입니다. 예를 들어, 항공기 산업에서 컴퓨터 시스템은 동체 및 기타 중요한 시스템의 공기역학적 계산 속도를 크게 높일 수 있습니다.
슈퍼컴퓨터는 여러 정부 프로그램에도 포함되었습니다. 예를 들어, 2017년 정부는 "현대 컴퓨터 설계 기술, 전자 수학 모델링만을 사용하여 첨단 기술 및 유망한 군사 장비 제품 개발에 관한 지침"을 발표했습니다. Logos 소프트웨어 패키지는 슈퍼컴퓨터용으로 직접 작성되었습니다. 개발자가 작성한 것처럼 Logos-TMP 소프트웨어의 모듈 중 하나는 "모든 최신 접근 방식을 사용하여 난류를 고려하여 점성 압축성 및 비압축성 가스의 흐름을 계산"할 수 있습니다.
두 번째 모듈인 Logos-Strength는 "정적 및 동적 탄성-소성 변형, 가스 역학, 파괴, 접촉 상호 작용, 열전도도, 운동학, 주파수 및 진동 모드 분석 프로세스를 모델링합니다." 특히 소프트웨어 패키지는 57세대 Su-XNUMX 전투기 주제에 대한 계산에 널리 사용되었습니다.
오픈 소스에서 안전한 분리 문제를 해결하기 위해 노력한 것으로 알려져 있습니다. 항공 항공기의 파괴 수단, 새로운 구조 재료의 자원 분석, 대포 설치의 가스 역학 효과 평가 및 발전소 구획의 소화 혼합물 확산 계산. 가상 시뮬레이션을 사용하면 단일 설계 작업 없이는 전체 규모의 추가 테스트를 크게 단순화할 수 있습니다.
기능 모델에서 초기 조건과 경계 조건을 가진 고정밀 XNUMX차원 모델을 제공하는 예입니다. 출처: A. V. Kornev "고급 항공기 모델 제작을 위한 국내 슈퍼컴퓨터 기술 적용"
슈퍼컴퓨터가 계산해야 하는 데이터 배열을 이해하기 위해 용량이 1Pflop/s인 기계를 예로 들어 보겠습니다.
참고로 1페타플롭은 컴퓨터가 초당 50조의 부동 소수점 연산을 수행할 수 있음을 의미합니다. 약 XNUMX대의 일반 개인용 컴퓨터가 이를 수행할 수 있습니다.
페타플롭스 슈퍼컴퓨터는 다양한 비행 모드에서 항공기의 공기역학적 특성을 계산하는 데 신뢰할 수 있습니다. 예를 들어 마하수를 극복하기 전과 후의 속도로 전투기를 모델링합니다. 1Pflop/s의 성능을 가진 슈퍼컴퓨터는 최소 12개월 동안 각 모드에서 모델을 생성합니다! 동시에 슈퍼컴퓨터 성능이 2배 증가해도 그에 상응하는 가속은 제공되지 않습니다. 계산 기간은 3~XNUMX개월로 단축됩니다.
항공기 탑승 시 연소 및 소화 공정의 고정밀 모델을 사용하는 것은 훨씬 더 자원 집약적이며 한 두 자릿수입니다. 앞에서 살펴본 바에 따르면 현대 러시아가 첨단 슈퍼컴퓨터를 갖추는 것이 얼마나 중요한지는 분명합니다. 특히 민간 항공기 산업이 향후 2030~XNUMX년 안에 달성해야 할 말 그대로 혁신적인 돌파구를 고려하면 더욱 그렇습니다. XNUMX년까지 국내 운송의 거의 모든 필요는 국내 항공기로 처리되어야 하며, 이들은 수백 대의 항공기이며 그 중 일부는 하늘을 날지 못했습니다.
발전소 구획의 소화 혼합물 확산 계산 결과. 출처: A. V. Kornev "고급 항공기 모델 제작을 위한 국내 슈퍼컴퓨터 기술 적용"
자동차 산업에는 그다지 강력한 "슈퍼"가 필요하지 않습니다. 특히 아직 시작되지 않은 대규모 수입 대체 프로그램을 고려할 때. 무엇보다도 고성능 컴퓨터는 공기 역학을 계산하고 가상 충돌 테스트를 시뮬레이션하는 데 신뢰를 받습니다.
약리학에서는 분자 모델링 방법이 널리 사용됩니다. 예를 들어 도킹은 표적 단백질과 이러한 단백질의 작용을 차단하는 미래 약물의 저 분자량 분자의 상호 작용에 대한 설명입니다. 슈퍼컴퓨터는 수천 개의 기성 분자를 검토하고 가장 유망한 분자를 선택합니다.
또한 실험실의 실험자들은 본격적인 실험에서 슈퍼브레인의 솔루션을 확인하기만 하면 된다. 거대한 시간과 수천만 루블이 절약됩니다. 비슷한 작업이 1,7페타플롭 Lomonosov에 있는 모스크바 주립 대학의 연구 컴퓨팅 센터에서 수행되고 있습니다. 그건 그렇고, 그는 한때 세계에서 가장 강력한 XNUMX대 슈퍼컴퓨터 중 하나였습니다.
"Chervonenkis"및 기타
마지막으로 세계에서 가장 강력한 컴퓨터 500위는 작년 1월에 업데이트되었으며 최초의 ektaflops 장치의 등장으로 표시되었습니다. 이것은 미국 Oak Ridge National Laboratory의 Frontier 기계입니다. 정확한 최대 전력은 102 Pflop/s 또는 1,102 Eflop/s입니다. 이것은 항공기의 공기역학적 특성을 계산하기 위해 위에서 언급한 슈퍼 컴퓨터보다 천 배 더 강력합니다.
아마도 Frontier는 며칠 안에 Su 전투기를 위한 유사한 모델을 만들 것입니다. 미국 제품의 피크 전력은 1,685Eflop/s에 달할 수 있습니다. 동시에 서리가 내린 겨울 저녁에 여러 고층 건물과 같이 최대 21kW의 에너지를 소비합니다. 100년 2022월까지 442Pflop/s의 성능을 가진 일본 Fugaku 슈퍼컴퓨터가 30위를 차지했지만 눈에 띄게 더 많은 에너지(거의 XNUMXkW)를 소비했습니다.
에너지 소비가 동시에 감소하면서 슈퍼 컴퓨터의 성능이 증가하는 두 가지 추세가 있습니다.
상위 500위 안에 러시아 자동차는 어디에 있습니까? 25 위는 주로 신경망의 요구에 회사에서 사용하는 21,53 Pflop / s의 성능을 가진 "Yandex"- "Chervonenkis"의 "슈퍼"입니다. 이 장치는 기계 학습의 가장 위대한 이론가 중 한 명인 Alexei Chervonenkis의 이름을 따서 명명되었습니다.
물론 모든 충전재는 AMD EPYC 100와 쌍을 이루는 NVIDIA A7702 GPU로 수입됩니다. 2021년 등장 당시 슈퍼컴퓨터는 세계 랭킹 19위에 올랐습니다.
또한 세계 순위에는 Yandex의 16페타플롭 Galushkin(44위)과 12,8페타플롭 Lyapunov(순위 47위)의 두 대의 기계가 더 있습니다. 첫 번째는 신경망의 주요 연구원 중 한 명인 Alexander Galushkin의 이름을 따서 명명되었으며, 두 번째는 컴퓨터 과학의 기초가 되는 작업의 저자인 Alexei Lyapunov를 기리기 위해 명명되었습니다. 모든 기계는 비교적 최근에 나타 났으므로 비판적으로 구식이 될 시간이 없었습니다.
Sber는 또한 각각 2019년과 2021년에 구축된 Christofari와 Christofari Neo와 같은 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있습니다. 네오는 세계랭킹 50위, 형은 87위다.
그러한 단위 비용의 건설 비용은 2년까지 거의 2009억 루블이 지출된 Lomonosov-2 슈퍼컴퓨터의 비용으로 판단할 수 있습니다. 위에서 언급한 Fugaku는 수십억 달러의 비용이 듭니다. 슈퍼컴퓨터는 비싸지만 많이 찾는 장난감입니다.
현재 중국(약 170대)과 미국(거의 150대)이 힘과 자동차 수 측면에서 세계 선두를 달리고 있으며 일본, 독일, 프랑스, 네덜란드가 그 뒤를 잇고 있습니다. 지난해 500월까지 상위 2위 안에는 위에서 언급한 로모노소프-1,3가 2,26Pflop/s로 포함됐지만 지금은 엘리트 클럽 밖에 있다. 그러나 작년 352월 XNUMXPflop/s의 용량을 가진 MTS의 Thunder는 XNUMX위로 하락을 멈췄습니다.
세계에서 가장 생산적인 컴퓨터의 등급은 자발적인 원칙에 따라 결정됩니다. 지원자가 눈에 띄기를 원하면 슈퍼 컴퓨터의 매개 변수가 상위 500위 안에 포함됩니다. 강력한 컴퓨터의 상당 부분은 국가 안보를 위해 사용되기 때문에 지나갑니다.
물론 러시아에서 가장 유명하고 강력한 것은 국방 통제 센터의 "슈퍼"입니다. 이 기계에 대한 공개된 정보는 많지 않지만 성능은 약 16Pflop/s라고 주장합니다. 이것이 사실이라면 컴퓨터는 세계에서 가장 강력한 XNUMX대 중 하나입니다. Frunzenskaya Embankment에 있는 컴퓨터의 컴퓨팅 잠재력은 Pentagon에 있는 유사한 슈퍼 컴퓨터의 기능보다 XNUMX배 이상 높습니다.
러시아 국방부 슈퍼컴퓨터의 목적 중 하나는 군사 분쟁의 전개를 모델링하고 예측하는 것입니다. 기계의 알고리즘은 몇 주 전에 베네수엘라의 정부 위기를 보고했다고 합니다. 16페타플롭스 컴퓨터가 우크라이나의 특수작전 결과에 대해 어떤 예측을 하는지 짐작할 수 있을 뿐입니다. 그리고 24년 2022월 XNUMX일 이전에 생성한 모델은 무엇입니까?
모든 긍정적 인 그림에도 불구하고 가까운 장래에 러시아는 새로운 슈퍼 컴퓨터를 만드는 데 어려움을 겪을 것입니다. 자료에서 볼 수 있듯이 외국 구성 요소에 대한 의존도는 절대적으로 다가오고 있습니다. 러시아에는 "슈퍼"가 구축되는 그래픽 프로세서의 생산 기반이 없습니다. 그렇기 때문에 지난 가을 미국인들은 Nvidia 칩을 러시아와 동시에 중국으로 수입하는 것을 금지했습니다. 먼저 슈퍼컴퓨터 산업 전체의 기반이 되는 A100, H100 시리즈 제품이다.
모든 것을 그대로 두면 XNUMX~XNUMX년 안에 러시아의 서방 국가 컴퓨팅 파워 백로그가 중요해질 수 있습니다. 물론 이것은 순간적이고 완전한 붕괴를 일으키지는 않지만 많은 설계 및 기술 프로세스를 늦출 것입니다. 반대로 적국에서는 시리즈의 개발 및 채택 프로세스가 가속화됩니다.
NVIDIA A100 그래픽 가속기는 대부분의 러시아 상용 슈퍼의 기반입니다. 예상대로 서양의 제한을 받았습니다. 출처: i2hard.ru
슈퍼컴퓨터 스터핑의 수입 대체 작업은 확실히 진행 중이다. 자금은 마이크로 전자 제품 생산 체인의 주요 구성 요소인 국내 포토리소그래피 개발에 할당됩니다. 이것은 이론적으로 2030년까지 그래픽 칩 생산을 허용할 것입니다.
물론 세계적 수준은 아니지만 그들 자신의 것입니다. 사실 "슈퍼"의 현대적 개발의 핵심 매개 변수는 에너지 효율성입니다. 세계에서 가장 강력한 Frontier는 약 21kW를 소비하고 덜 강력한 Fugaku는 거의 100kW를 소비합니다. 러시아의 경우 솔직히 이 매개변수는 그다지 중요하지 않습니다. 게다가 우리나라는 슈퍼컴퓨팅을 조직화하는 데 있어 세계 최고입니다.
첫째, 우리는 전기가 매우 저렴하고 둘째, 더운 슈퍼 컴퓨터의 냉각을 크게 단순화하는 추운 기후입니다. 따라서 얼마 동안 기존 기계의 성능을 높이고 완전히 오래된 그래픽 프로세서에 새 기계를 구축하는 것이 가능합니다. 그러한 거인들은 단순히 공간을 차지하고 더 많은 열을 발생시킬 것입니다.
완전히 과장하면 각 컴퓨터 센터에 작은 발전소를 할당해야 합니다. 기술 주권은 결코 저렴하지 않습니다.
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