Chúng tôi sẽ vượt qua: siêu máy tính của Nga
Theo dữ liệu mở, siêu máy tính mạnh nhất ở Nga là Chervonenkis của Yandex. Nguồn: wikiwand.com
Công nghệ chiến lược
Các quốc gia tuyên bố chủ quyền về công nghệ phải có khả năng tự chế tạo siêu máy tính. Hoặc lần đầu tiên ít nhất là mua từ người khác. Máy tính hiệu quả và cực kỳ đắt tiền là động cơ của sự tiến bộ trong nước và trên thế giới. Theo đúng nghĩa đen. Trong số các điểm đến quan trọng nhất của "siêu" là mô hình ba chiều phức tạp của các quy trình khác nhau. Ví dụ, trong ngành công nghiệp máy bay, các hệ thống máy tính có thể tăng tốc đáng kể các tính toán khí động học của thân máy bay và các hệ thống quan trọng khác.
Siêu máy tính thậm chí còn tham gia vào một số chương trình của chính phủ. Ví dụ, vào năm 2017, chính phủ đã ban hành chỉ thị “Về việc phát triển các sản phẩm thiết bị quân sự công nghệ cao và có triển vọng chỉ sử dụng các công nghệ thiết kế máy tính hiện đại, mô hình toán học điện tử”. Gói phần mềm Logos được viết trực tiếp cho siêu máy tính. Như các nhà phát triển viết, một trong những mô-đun của phần mềm Logos-TMP cho phép "tính toán lưu lượng của khí nhớt nén được và không nén được, có tính đến nhiễu loạn bằng tất cả các phương pháp hiện đại."
Mô-đun thứ hai - Logos-Sức mạnh "mô hình hóa các quá trình biến dạng đàn hồi-dẻo tĩnh và động, động lực học khí, phá hủy, tương tác tiếp xúc, dẫn nhiệt, động học, phân tích tần số và chế độ rung." Đặc biệt, gói phần mềm đã được sử dụng rộng rãi để tính toán về chủ đề máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm Su-57.
Từ các nguồn mở, người ta biết rằng họ đã làm việc để giải quyết các vấn đề về phân tách an toàn hàng không phương tiện hủy diệt từ máy bay, phân tích tài nguyên vật liệu cấu trúc mới, đánh giá hiệu ứng khí động học của việc lắp đặt pháo và tính toán sự lan truyền của hỗn hợp chữa cháy trong khoang nhà máy điện. Mô phỏng ảo giúp đơn giản hóa đáng kể các thử nghiệm toàn diện hơn nữa, tất nhiên, nếu không có nó thì không một công việc thiết kế nào có thể làm được.
Một ví dụ về việc cung cấp các mô hình ba chiều có độ chính xác cao với các điều kiện ban đầu và biên từ các mô hình chức năng. Nguồn: A. V. Kornev "Ứng dụng công nghệ siêu máy tính trong nước để chế tạo mẫu máy bay tiên tiến"
Để hiểu siêu máy tính phải tính toán những mảng dữ liệu nào, hãy lấy ví dụ về một máy có công suất 1 Pflop/s.
Để tham khảo, 1 petaflop có nghĩa là một máy tính có thể thực hiện một triệu tỷ phép tính dấu chấm động mỗi giây. Khoảng 50 nghìn máy tính cá nhân thông thường có khả năng này.
Siêu máy tính petaflops được tin cậy để tính toán các đặc tính khí động học của máy bay ở các chế độ bay khác nhau. Ví dụ, các mẫu máy bay chiến đấu ở tốc độ trước và sau khi vượt qua số Mach. Một siêu máy tính với hiệu suất 1 Pflop/s tạo ra một mô hình ở mỗi chế độ trong ít nhất 12 tháng! Đồng thời, hiệu suất của siêu máy tính tăng gấp 2 lần không mang lại khả năng tăng tốc tương ứng - thời gian tính toán giảm xuống còn 3–XNUMX tháng.
Việc sử dụng các mô hình quy trình đốt cháy và dập lửa có độ chính xác cao trên máy bay thậm chí còn tốn nhiều tài nguyên hơn, theo một hoặc hai bậc độ lớn. Từ những điều đã nói ở trên, có thể thấy rõ tầm quan trọng của việc sở hữu những siêu máy tính tiên tiến đối với nước Nga hiện đại. Đặc biệt là tính đến bước đột phá mang tính cách mạng theo đúng nghĩa đen mà ngành công nghiệp máy bay dân dụng sẽ tạo ra trong bảy đến tám năm tới. Đến năm 2030, hầu như tất cả các nhu cầu vận tải nội địa sẽ được đáp ứng bằng máy bay nội địa, và đây là hàng trăm máy bay, một số trong số đó thậm chí còn chưa bay lên bầu trời.
Kết quả tính toán độ lan truyền của hỗn hợp chữa cháy trong khoang nhà máy điện. Nguồn: A. V. Kornev "Ứng dụng công nghệ siêu máy tính trong nước để chế tạo mẫu máy bay tiên tiến"
Không kém phần mạnh mẽ "siêu" là cần thiết trong ngành công nghiệp ô tô. Đặc biệt là với chương trình thay thế nhập khẩu quy mô lớn vẫn chưa được triển khai. Máy tính hiệu suất cao, trong số những thứ khác, được tin cậy để tính toán khí động học và mô phỏng các thử nghiệm va chạm ảo.
Trong dược lý, các phương pháp mô hình hóa phân tử được sử dụng rộng rãi, ví dụ, lắp ghép - mô tả về sự tương tác của protein mục tiêu và các phân tử trọng lượng phân tử thấp của các loại thuốc trong tương lai ngăn chặn hoạt động của các protein này. Siêu máy tính sẽ xem xét hàng nghìn phân tử đã được tạo sẵn và chọn ra những phân tử có triển vọng nhất.
Hơn nữa, các nhà thí nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ phải kiểm tra giải pháp của siêu não trong các thí nghiệm quy mô đầy đủ. Thời gian khổng lồ và hàng chục triệu rúp được tiết kiệm. Công việc tương tự đang được thực hiện tại Trung tâm Điện toán Nghiên cứu của Đại học Quốc gia Moscow tại Lomonosov 1,7 petaflop. Nhân tiện, anh ấy đã từng là một trong năm trăm siêu máy tính mạnh nhất thế giới.
"Chervonenkis" và những người khác
Lần cuối cùng bảng xếp hạng 500 máy tính mạnh nhất thế giới được cập nhật vào tháng 1 năm ngoái và nó được đánh dấu bằng sự xuất hiện của thiết bị ektaflops đầu tiên. Đây là cỗ máy Frontier của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, Hoa Kỳ. Công suất tối đa chính xác của nó là 102 Pflop/s hoặc 1,102 Eflop/s. Nó mạnh hơn hàng nghìn lần so với siêu máy tính được đề cập ở trên để tính toán các đặc tính khí động học của máy bay.
Nhiều khả năng, Frontier sẽ chế tạo các mẫu tương tự cho máy bay chiến đấu Su trong vài ngày tới. Công suất cực đại của sản phẩm Mỹ có thể đạt tới 1,685 Eflop/s. Đồng thời, nó tiêu thụ năng lượng giống như một số tòa nhà cao tầng vào buổi tối mùa đông băng giá - lên tới 21 kW. Cho đến tháng 100 năm 2022, siêu máy tính Fugaku của Nhật Bản với hiệu suất 442 Pflop / s đã đứng ở vị trí đầu tiên, trong khi nó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn đáng kể - gần 30 nghìn kW.
Có hai xu hướng - tăng sức mạnh của siêu máy tính đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Ô tô Nga ở đâu trong top 500? Ở vị trí thứ 25 là "siêu phẩm" từ "Yandex" - "Chervonenkis" với hiệu suất 21,53 Pflop / s, được công ty sử dụng chủ yếu cho nhu cầu của mạng thần kinh. Thiết bị này được đặt theo tên của Alexei Chervonenkis, một trong những nhà lý thuyết vĩ đại nhất về học máy.
Tất nhiên, tất cả phần bổ sung đều được nhập khẩu - GPU NVIDIA A100 kết hợp với AMD EPYC 7702. Vào thời điểm xuất hiện vào năm 2021, siêu máy tính này xếp thứ 19 trên bảng xếp hạng thế giới.
Ngoài ra trong bảng xếp hạng thế giới còn có hai cỗ máy khác của Yandex - Galushkin 16 petaflop (vị trí thứ 44) và Lyapunov 12,8 petaflop (thứ 47 trong bảng xếp hạng). Cái đầu tiên được đặt theo tên của Alexander Galushkin, một trong những nhà nghiên cứu chính về mạng thần kinh, cái thứ hai - để vinh danh Alexei Lyapunov, tác giả của các công trình về khoa học máy tính. Tất cả các máy xuất hiện tương đối gần đây và do đó không có thời gian để trở nên lỗi thời.
Sber cũng có các siêu máy tính, chẳng hạn như Christofari và Christofari Neo, được xây dựng lần lượt vào năm 2019 và 2021. Neo đứng thứ 50 trong bảng xếp hạng thế giới, trong khi anh trai của anh ấy đứng thứ 87.
Chi phí xây dựng các đơn vị như vậy có thể được đánh giá bằng chi phí của siêu máy tính Lomonosov-2, đã chi gần 2009 tỷ rúp vào năm 2. Fugaku đề cập ở trên có giá hàng tỷ đô la. Siêu máy tính là món đồ chơi đắt tiền nhưng rất được ưa chuộng.
Hiện tại, các quốc gia dẫn đầu thế giới cả về sức mạnh và số lượng ô tô là Trung Quốc (khoảng 170 chiếc) và Mỹ (gần 150 chiếc), tiếp theo là Nhật Bản, Đức, Pháp và Hà Lan. Cho đến tháng 500 năm ngoái, top 2 bao gồm Lomonosov-1,3 được đề cập ở trên với 2,26 Pflop / s, nhưng bây giờ nó nằm ngoài câu lạc bộ ưu tú. Nhưng Thunder từ MTS với công suất 352 Pflop / s vào tháng XNUMX năm ngoái đã chặn đứng cú ngã ở vị trí thứ XNUMX.
Việc xếp hạng các máy tính hiệu quả nhất trên thế giới dựa trên nguyên tắc tự nguyện - nếu người nộp đơn muốn nổi bật, thì các thông số của siêu máy tính sẽ được đưa vào top 500. Một phần lớn các máy tính mạnh mẽ trôi qua, vì nó được sử dụng vì lợi ích an ninh quốc gia.
Ở Nga, tất nhiên, nổi tiếng nhất và quyền lực nhất trong số này là “siêu” Trung tâm Kiểm soát Quốc phòng. Không có nhiều thông tin mở về chiếc máy này, nhưng người ta khẳng định rằng hiệu suất là khoảng 16 Pflop / s. Nếu điều này là đúng, thì máy tính này nằm trong số XNUMX máy tính mạnh nhất trên thế giới. Tiềm năng tính toán của cỗ máy trên Frunzenskaya Embankment cao hơn gấp ba lần so với khả năng của một siêu máy tính tương tự ở Lầu Năm Góc.
Một trong những mục đích của siêu máy tính của Bộ Quốc phòng Nga là mô hình hóa và dự báo diễn biến của các cuộc xung đột quân sự. Các thuật toán của máy được cho là đã báo cáo về cuộc khủng hoảng của chính phủ ở Venezuela trước nhiều tuần. Người ta chỉ có thể đoán những dự đoán mà máy tính 16 petaflop đưa ra về kết quả của chiến dịch đặc biệt ở Ukraine. Và cô ấy đã tạo những mẫu nào trước ngày 24 tháng 2022 năm XNUMX.
Bất chấp tất cả những bức tranh có vẻ tích cực, trong tương lai gần, Nga sẽ gặp những khó khăn nhất định trong việc tạo ra các siêu máy tính mới. Có thể thấy từ vật liệu, sự phụ thuộc vào các linh kiện nước ngoài đang đến gần như tuyệt đối - ở Nga không có cơ sở sản xuất bộ xử lý đồ họa nào, trên cơ sở đó những bộ xử lý "siêu hạng" được chế tạo. Đó là lý do tại sao vào mùa thu năm ngoái, người Mỹ đã cấm nhập khẩu chip Nvidia vào Nga, đồng thời với Trung Quốc. Trước hết, các sản phẩm thuộc dòng A100 và H100, nền tảng của toàn bộ ngành công nghiệp siêu máy tính.
Nếu mọi thứ vẫn như cũ, thì trong vòng XNUMX hoặc XNUMX năm nữa, năng lực điện toán tồn đọng của Nga từ các nước phương Tây có thể trở nên nghiêm trọng. Tất nhiên, điều này sẽ không gây ra sự sụp đổ tạm thời và toàn bộ, nhưng nó sẽ làm chậm nhiều quy trình thiết kế và công nghệ. Ngược lại, ở các quốc gia thù địch, quá trình phát triển và áp dụng trong sê-ri sẽ tăng tốc.
Bộ tăng tốc đồ họa NVIDIA A100 là nền tảng của hầu hết các siêu phẩm thương mại của Nga. Dự kiến giảm dưới hạn chế của phương Tây. Nguồn: i2hard.ru
Công việc thay thế nhập khẩu chất nhồi siêu máy tính chắc chắn đang được tiến hành. Tiền được phân bổ để phát triển máy quang khắc trong nước, thành phần chính trong chuỗi sản xuất vi điện tử. Về mặt lý thuyết, điều này sẽ cho phép sản xuất chip đồ họa vào năm 2030.
Tất nhiên, không phải đẳng cấp thế giới, nhưng khá riêng của họ. Thực tế là thông số chính của sự phát triển hiện đại của "siêu" là hiệu quả năng lượng. Nhớ lại rằng Frontier mạnh nhất thế giới tiêu thụ khoảng 21 kW và Fugaku kém mạnh hơn gần 100 kW. Đối với Nga, hãy tận tâm, tham số này không quá quan trọng. Hơn nữa, đất nước chúng tôi là quốc gia tốt nhất trên thế giới về tổ chức siêu máy tính.
Thứ nhất, chúng ta có điện rất rẻ, và thứ hai, khí hậu lạnh, giúp đơn giản hóa rất nhiều việc làm mát các siêu máy tính nóng. Do đó, trong một thời gian, có thể tăng sức mạnh của các máy hiện có và xây dựng các máy mới trên bộ xử lý đồ họa đã lỗi thời. Những người khổng lồ như vậy sẽ đơn giản chiếm không gian và tạo ra nhiều nhiệt hơn.
Nếu chúng ta phóng đại hoàn toàn, thì một nhà máy điện nhỏ sẽ phải được chỉ định cho mỗi trung tâm máy tính. Phải làm sao, chủ quyền công nghệ chưa bao giờ rẻ.
tin tức