HPC на острие прогресса

Параллельно с ростом объемов данных, требующих хранения и обработки, расширяются возможности компьютерных систем. Возможно, уже не так быстро, как десять лет назад, огромные вычислительные
мощности становятся доступными все большему количеству компаний и людей. Кроме того, на пик популярности выходят HPC-системы (от англ. high performance computing – высокопроизводительные вычисления).

По сути, основная технологическая гонка сегодня идет в сфере суперкомпьютеров – в ней принимают участие все развитые страны, но наиболее острая борьба разворачивается между США и Китаем. Ситуация
чем-то напоминает соперничество между СССР и США в области покорения космоса в период 1957–1975 гг.

20 июля 2019 года мир отметил 50-ю годовщину посадки космического аппарата «Аполлон-11» (Apollo 11) на Луну. В канун празднования этого события специалисты американской корпорации IBM, принимавшей
особое участие в IT-обеспечении «лунной миссии», сравнили возможности своего мейнфрейма IBM System/360, использованного в ее рамках, и самого быстрого на сегодняшний день суперкомпьютера IBM
Summit. В итоге выяснилось: если первый имел объем памяти чуть больше 2 Мбайт и мог выполнять 16,6 млн инструкций в секунду, то второй рассчитан на 200 квадриллионов вычислений в секунду – то есть
в 12 млрд раз быстрее, а объем его памяти превышает 10 Пбайт, что в 5 млрд раз больше! И количество транзисторов в системах 60–70-х годов исчислялось десятками и сотнями тысяч, а сегодня в одном
только процессоре их несколько миллиардов!

Выбрав в качестве фона эту знаменательную космическую дату, мы решили выяснить у непосредственных участников российского HPC-рынка, каковы перспективы нашей страны на столь сложном технологическом
поприще?

HPC-востребованность

Олег Коновалов (ГК ЛАНИТ):«Пока сложно говорить о целых областях, но нам известны несколько компаний в банковском секторе и ретейле, которые уже активно используют HPC. Кроме того, мы сотрудничаем по этим вопросам и с компаниями сектора страхования и медицины».

Руководитель отдела облачных сервисов компании «Онланта» (ГК ЛАНИТ) Олег Коновалов убежден, что HPC-вычисления наиболее востребованы там, где необходимо обрабатывать большие объемы данных,
где пытаются решать или уже решают задачи с помощью ИИ и нейронных сетей. В свою очередь Михаил Орленко, руководитель департамента серверных и сетевых решений Dell Technologies в России,
Казахстане и Центральной Азии, добавляет, что в последнее время высокопроизводительные вычисления все шире применяются в сфере научных изысканий, геологоразведке, при создании новых материалов
и новых видов продукции.

Михаил Орленко (Dell Technologies):«Коммерческие организации внедряют HPC-системы для анализа своих данных, принятия решений в реальном времени и составления различного рода прогнозов».

Директор департамента инфраструктурных решений IBM в России и СНГ Андрей Солуковцев среди пользователей таких систем выделяет госсектор, сегмент финансовых услуг, нефтегазовый
комплекс, ретейл, СМИ и индустрию развлечений. Все заметнее высокопроизводительные вычисления начинают применяться и в электронной торговле, при решении задач ИИ (где эффективные скорости уже
экзафлопсного порядка!) и в здравоохранении (на больших данных).

Андрей Солуковцев (IBM):«Изначально и вплоть до недавнего времени HPC-вычисления по большей части были востребованы в научном мире и в области прототипирования, охватывая практически все то, что предваряет  стадию серийного производства, ввода в эксплуатацию или вывода продукта (услуги) на рынок».

Специалист по продажам HPC— и систем искусственного интеллекта Hewlett Packard Enterprise (HPE) в России Вячеслав Елагин отмечает, что
высокопроизводительные вычисления давно перестали быть исключительно нишевым решением и, помимо моделирования и обработки больших данных, все шире применяются в развивающихся технологиях машинного
обучения. В частности, к традиционным сегментам разработки новых лекарств, материалов, деталей машин, области научных исследований прибавился большой пласт повседневных задач, где НРС вдруг тоже
стали востребованы: это видеоаналитика, системы ИБ, распознавания образов, голоса, рукописных текстов и др. Подчеркивая, что первыми высокопроизводительной аналитикой воспользовались финансовые
структуры, которым оказались близки сложные экономические модели и у которых скопился достаточный объем данных для машинного обучения, г-н Елагин отметил, что сегодня даже в сельском хозяйстве есть
место для таких решений: например, «умная» система распознавания образов обучена искать полезное растение и вносить удобрение только вокруг него. С каждым годом эта сфера расширяется – НРС приходят
в страховой бизнес, телеком, розничную торговлю, энергетику, транспорт.

Вячеслав Елагин (HPE):«Добывающие компании, которые давно используют НРС для расчета сейсмики и гидродинамики, сейчас применяют их, например, для контроля за соблюдением правил техники безопасности на буровых вышках».

Ведущий специалист по суперкомпьютерам Lenovo Андрей Сысоев говорит, что основными заказчиками HPC сегодня выступают организации, которым необходимы сложные и ресурсоемкие вычисления:
в основном это университеты, НИИ, промышленные, нефтегазовые, сервисные компании, метеорологические бюро, телеком, финансовый бизнес. А в коммерческих сегментах рынка это работа с большими данными
(Map Reduce, Deep Learning, Machine Learning): HPC используют ретейлеры, интернет-гиганты, государственные службы и пр.

Системный аналитик управления системных решений компании «Техносерв» Александр Голышко уверен, что HPC-технологии прежде всего необходимы там, где решаются мировые научные проблемы. Так,
развитые страны используют их в интересах государственной безопасности, в частности для прогнозирования угроз техногенных аварий, актов терроризма. На следующем уровне – промышленная и
исследовательская сферы: производство, здравоохранение, нефтегазодобыча, естественные науки и, разумеется, финансы. Требует серьезных вычислительных ресурсов решение таких сложных задач, как
прогнозирование природных катастроф, лечение пока еще неизлечимых заболеваний, исследование Вселенной и многое-многое другое. Так что отнюдь не всегда потребителем HPC-решений является бизнес,
резюмирует г-н Голышко.

Сергей Платонов (RAIDIX):«Количество отраслей, где HPC востребованы, увеличивается год от года, внедрять подобные технологии начинает все большее число коммерческих компаний».

Заместитель генерального директора по стратегии компании RAIDIX Сергей Платонов говорит, что если вынести за скобки традиционные сферы – госпроекты и академические
исследования, то применение НРС перспективно в первую очередь в таких отраслях, как здравоохранение, финансы (сервисы и страхование), добыча полезных ископаемых, производство и инженерные работы.
Постепенно к лидерам подбирается и транспортная отрасль.

Евгений Лагунцов (Cisco):«Исторически основные области применения HPC-технологий –  научные центры, лаборатории и университеты, использующие в своих исследованиях как стандартные пакеты, так и собственные  разработки».

Ведущий системный инженер-консультант по серверным решениям Cisco в России и СНГ Евгений Лагунцов поясняет, что до недавнего времени основными потребителями HPC выступали предприятия
авиационной промышленности и нефтегазовые компании, ориентированные на использование специализированного коммерческого ПО. Но в последнее время спрос на такие системы активно растет и со стороны,
казалось бы, нетипичных отраслей, таких как банковский сектор, производство, ретейл: их подходы к решению задач активно развиваются, ведется собственная разработка, что в конечном итоге дает
значимые, осязаемые и измеряемые результаты, заключает г-н Лагунцов.

Роман Гоц (Atos):«Традиционно это сегменты бионики, геномики и т. д., изучения космоса и атома, прогнозирования погоды, а также промышленного применения, например автомобилестроения».

Директор департамента «Большие данные и безопасность» компании Atos Роман Гоц добавляет, что в последнее время этот список пополняется сегментами, связанными с развитием и масштабным
использованием ИИ/МО-систем в науке и промышленности.

Андрей Шапошников, заместитель директора технического центра «Инфосистемы Джет»:«Сейчас мы видим повышенный интерес к HPC-платформам для работы с прогнозной аналитикой на основе больших данных в нефтегазовой отрасли (для оптимизации добычи и определения новых скважин), а также в крупной логистике и ретейле (для повышения эффективности складов и поиска наиболее быстрых маршрутов доставки)».

Российские особенности

Мнения относительно специфики развития HPC в России по сравнению с остальным миром довольно сильно разнятся. Так, Олег Коновалов (ГК ЛАНИТ) считает, что глобальных различий нет, а наше
историческое отставание от западных коллег в области ИТ выражается исключительно в массовости: если у нас несколько десятков проектов, то у них на порядок больше. К тому же, подчеркивает он, многие
российские компании-разработчики используют западные облачные HPC-мощности.

Андрей Солуковцев (IBM) напоминает, что в первой сотне свежего списка TOP500.org мы видим только один суперкомпьютер, установленный в России, тогда как уже в первой десятке, помимо США,
стоят Германия, Китай, Швейцария и Япония. Данный ранкинг, по его мнению, отражает масштабы текущего спроса на высокопроизводительные вычисления в разных странах, предпочтения и возможности местных
заказчиков.

Вячеслав Елагин (HPE) подчеркивает, что традиционные HPC-подходы используются в России так же, как и в остальном мире – те же приложения, например с открытым кодом, или
коммерческие фреймворк-среды. Однако безусловная разница в масштабах: Россия отстает по вычислительным мощностям, досадует он.

Андрей Сысоев (Lenovo):«В то же время если во многих странах суперкомпьютеры с петафлопсной производительностью уже не являются чем-то из ряда вон выходящим, то в России это пока редкость».

В свою очередь Андрей Сысоев (Lenovo) уверен, что HPC в России вполне зрелый сегмент рынка: многие заказчики знают, что это такое, а главное – для чего это необходимо. Но не
стоит забывать, что уже в 2021 году должна появиться первая машина экзафлопсного масштаба. Произойдет это, скорее всего, в США, Китае, Японии или одной из стран Западной Европы, что наглядно
характеризует положение с HPC в мире.

Александр Голышко («Техносерв»):«На рубеже тысячелетия Россия, у которой был всего один крупный центр – МСЦ РАН, практически не была представлена в суперкомпьютерной индустрии. Однако ближе к середине 2000-х  произошел перелом и российские системы начали появляться в  TOP500».

Александр Голышко («Техносерв») приводит убедительную статистику – объем глобального рынка HPC-серверов продолжает расти: за прошлый год их продано почти на $14 млрд, но все они зарубежного
производства. На суперкомпьютеры в мире потрачено $5,4 млрд, из которых на Россию традиционно приходится 0,5–1%. HPC – флагман развития новых технологий, поясняет он, но есть мнение, что
отечественному суперкомпьютингу не хватает задач. Однако по закону Мура вычислительная мощность компьютеров удваивается лишь за полтора года, а новые задачи могут появляться непрерывно, причем
решение одних порождает возникновение следующих, более сложных. Растущая доступность вычислительных мощностей также стимулирует стремительное развитие технологий и конкуренцию между IT-компаниями.
Внедрение «Интернета вещей», межмашинного взаимодействия и систем на основе ИИ служит дополнительным фактором развития рынка HPC, считает г-н Голышко.

По мнению Сергея Платонова (RAIDIX), в России значительно превалирует доля государственных и академических проектов, что связано как с небольшим количеством крупных компаний в
ключевых отраслях, так и с некоторой медлительностью процесса внедрения новых технологий (два-три года).

Чтобы глубже понять, в чем разница, Роман Гоц (Atos) предлагает сравнить программы масштаба Exascale по развитию HPC-вычислений в мире. Так, США: несколько локальных
производителей и бюджет на программу составляет миллиарды долларов. Китай: несколько локальных производителей, бюджет на программу – миллиарды долларов. Япония: один локальный производитель, бюджет
– миллиард долларов. Европа: много различных производителей во всех странах и бюджет – также миллиарды долларов. И наконец, Россия: программа и бюджет отсутствуют. Как уверяет г-н Гоц, это не
исключает бюджетов локальных организаций, государственных и коммерческих, на развитие своих проектов, но отражает позицию государств по поводу HPC-вычислений и их необходимости для
конкурентоспособности экономики.

(Продолжение следует)

Источник: http://www.it-world.ru/it-news/analytics/147847.html