Российские Суперкомпьютерные технологии очень сильно сдали позиции. Остставание России от ведущих стран – Китая, США- приобретает практически необратимый процесс.
Такое мнение высказал директор Института программных систем имени А. К. Айламазяна, член-корреспондент Российской академии наук Сергей Абрамов (фото) на ежегодном Национальном Суперкомпьютерном Форуме. Ежегодно публикуют мировой рейтинг самых мощных вычислительных систем. В ноябрьский список Топ500 суперкомпьютеров вошла лишь одна российская машина - Christofari, созданная Сбербанком - названа именем первого вкладчика финансового учреждения. Ранее в мировой рейтинг пятисот лучших входило несколько российских СПК.
И в первом полугодии 2019 года продолжалось снижение уровня развития суперкомпьютерной отрасли России. А в июне 2019 года он достиг минимума. Доля России в совокупной мировой производительности суперкомпьютеров составляла 0,24%, индекс цифровизации упал до 0,13% и по сравнению с ведущими странами он был хуже в 15 раз, чем у Китая, в 12 раз, чем у США; в 10 раз, чем у Японии, в 7 раз, чем у стран - членов Евросоюза.
Соответственно во столько раз мы выполняем меньше вычислений на единицу выпускаемой продукции. В ноябре 2019 года был опубликован Топ500 мировых супер-вычислтельных машин. И показатели России несколько улучшились за счет введения в строй супер-компьютера Christofari (место установки SberCloud). Но это не меняет общей отрицательной картины в этой сфере, сложившейся в России с 2010 года.
Индекс цифровизации российской экономики вырос до 0,35, что лучше, чем было в июне, но все равно мало для поставленных задач. Суперкомпьютер Christofari создан компанией Nvidia, но это, строго говоря,не отечественная система Этот суперкомпьютер трудно зачесть как часть национальной СК инфраструктуры, так как он принадлежит частной компании и будет использоваться для нужд Сбербанка.
Есть сведения, что он также будет предоставляться всем желающим на коммерческой основе (аренда машинного времени) что также не соответствует принципам работы национальной СК инфраструктуры которая должна быть доступна всем свободно как «общественное благо». Так, в США создан Национальной суперкомпьютерный центр, который активно работает на внедрение в экономику страны цифровых технологий.
Формально благодаря суперкомпьютеру Christofari показатели развития суперкомпьютерной отрасли в России улучшились, но ожидать, что этот суперкомпьютер окажет существенное влияние на развитие всей экономики России, не приходится в силу указанных обстоятельств. По мнению Сергея Абрамова, в России нет никакой осмысленной СК-инфраструктуры. Поэтому, для решения задач построения цифровой экономики в России и вхождения в пятерку крупнейших экономик мира надо развивать российские СКТ и практически с нуля создавать продуманную СК - инфраструктуру страны с суммарной производительностью 2,4% ΣRmax.
Из доклада Сергея Абрамова: Национальные СК-инфраструктуры
Когда мы анализируем суперкомпьютерную инфраструктуру страны, нам важно понять, сколько суперкомпьютеров того или иного уровня имеется в стране, какая их суммарная производительность, в каких областях они используются. Будем выделять четыре уровня СК-инфраструктуры: Высший уровень. Системы уровня Top1–20, то есть, занимающие первые 20 мест в рейтинге. На практике, эти системы устанавливают в крупнейших национальных суперкомпьютерных центрах;
Высокий уровень. Системы уровня Top21–100 — крупнейшие региональные и отраслевые СКЦ; Средний уровень. Системы уровня Top101–250 - крупные региональные и корпоративные СКЦ; Начальный уровень. Системы уровня Top251–500- СКЦ предприятий и научных учреждений. Отчётливо заметно следующее: Все страны (кроме России) имеют сбалансированную СК-инфраструктуру - в заметном количестве присутствуют суперкомпьютеры всех четырех уровней. Китай создал очень сбалансированную СК-инфраструктуру с ярко выраженным пирамидальным строением. В составе СКинфраструктуры Китая 2 суперкомпьютера высшего уровня, 7 -высокого, 47- среднего и 163- начального уровня. Всего 219 суперкомпьютеров.
Суммарная производительность СК-инфраструктуры Китая составляет 29,86% от ΣRmax. ВВП Китая составляет 14,84% мирового ВВП, индекс цифровизации Китая равен 29, 86/14, 84 = 2, 01 и он указывает, что Китай на единицу продукции считает в 2 разa больше, чем это есть в среднем по всему миру. СК-инфраструктура Китая, пожалуй, более серьезная, чем даже у США. Видна жесткая воля внедрения СКТ и в исследования, и в приложения реальной экономики. Отметим, что это достигнуто Китаем всего лишь за последние десять лет. В 2009 году практически никакой СК-инфраструктуры Китай не имел.
США на сегодняшний день имеют эффективную суперкомпьютерную инфраструктуру, в составе которой 9 суперкомпьютеров высшего уровня, 28 — высокого, 45 - среднего и 34 - начального уровня. Всего 116 суперкомпьютеров. Суммарная производительность СК-инфраструктуры США составляет 38,47% от ΣRmax. ВВП США составляет 24,32% мирового ВВП, индекс цифровизации США равен 1,58 и он указывает, что США на единицу продукции считает в 1,58 раз больше, чем это есть в среднем по всему миру. Япония имеет СК-инфраструктуру, в составе которой 3 суперкомпьютера высшего уровня, 12-высокого, 6- среднего и 8- начального уровня.
Всего 29 суперкомпьютеров. Суммарная производительность СК-инфраструктуры Японии составляет 7,52% от ΣRmax. ВВП Японии составляет 5,91% мирового ВВП, индекс цифровизации Японии равен 1,27 и он указывает, что Япония на единицу продукции считает в 1,27 раз больше, чем это есть в среднем по всему миру. Евросоюз имеет СК-инфраструктуру, в составе которой 5 суперкомпьютеров высшего уровня, 25 — высокого, 38 — среднего и 28 — начального уровня. Всего 96 суперкомпьютеров.
Июнь 2019: анализ развития суперкомпьютерной отрасли Суммарная производительность СК-инфраструктуры Евросоюзa составляет 18,36% от ΣRmax. ВВП Евросоюза составляет 21,37% мирового ВВП, индекс цифровизации Евросоюза равен 0,86— немного меньше единицы. Это указывает, что Евросоюз на единицу продукции считает немного меньше, чем это есть в среднем по всему миру. Россия на сегодняшний день не имеет СК-инфраструктуры с внятным составом, которая содержала бы разумные количества суперкомпьютеров всех уровней производительности.
Сегодня в составе СК-инфраструктуры России всего два суперкомпьютера - один высокого и один начального уровня. Системы высшего и среднего уровня отсутствуют. Суммарная производительность СК-инфраструктуры России составляет 0,24% от ΣRmax. ВВП России составляет 1,8% мирового ВВП, индекс цифровизации России равен 0,13 и он указывает, что Россия на единицу продукции считает почти в 8 раз меньше, чем это есть в среднем по всему миру. Таким образом, Россия не обладает СК-инфраструктурой. По крайней мере, такой, которая отвечала бы ее планам по развитию цифровой экономики и вхождению в пятерку самых мощных экономик мира.
Какая СК-инфраструктура России необходима?
Ответ на этот вопрос получить несложно. Вспомним: Россия на единицу продукции считает в 15 раз меньше, чем Китай; в 12 раз меньше, чем США; в 10 раз меньше, чем Япония; в 7 раз меньше, чем Евросоюз. Таким образом, чтобы уровень развития СК-инфраструктуры России обеспечивал бы построение цифровой экономики и вхождение в пятерку крупнейших мировых экономик, надо индекс цифровизации довести хотя бы до уровня Японии.
Значит, надо как минимум в 10 раз увеличить долю России в ΣRmax: суммарная производительность СКинфраструктуры России должна составлять как минимум 2,4% от ΣRmax. Полученная выше оценка (2,4% от ΣRmax) необходимой производительности СК-инфраструктуры России вычислена при условии сохранении доли России в мировом ВВП. А так как эта доля должна расти для вхождения в пятерку крупнейших мировых экономик, то для поддержания необходимого значения индекса цифровизации (на уровне Японии) пропорциально росту доли России в мировом ВВП потребуется наращивать производительность СК-инфраструктуры России
Так что, 2,4% от Σrmax- это стартовый, сегодняшний ориентир. СК-инфраструктура, которую мы растеряли.Цели, поставленные в предыдущем абзаце, не являются недостижимыми. Россия уже имела такой уровень развития СК-инфраструктуры, но растеряла его. В конце выполнения суперкомпьютерных программ «СКИФ» и «СКИФ-ГРИД» Союзного государства (головной исполнитель от России — ИПС им. А.К. Айламазяна РАН) в 2010 году СК-инфраструктурa России включала 11 суперкомпьютеров всех четырех уровней: 1 высшего, 2 высокого, 2 среднего и 6 начального уровня. Суммарная производительность СК-инфраструктуры России составляла 2,51% от ΣRmax, что даже больше, чем упомянутая выше цель — 2,4% от ΣRmax. Индекс цифровизации был 1,39, что лучше, чем сегодня у Японии (и, тем более, Евросоюза). 7.
На рубеже 2008 года, при сохранении экспоненциального характера роста производительности суперкомпьютеров в списке Top500, уменьшилась скорость роста (основание) этой самой экспоненты. До 2008 года достаточно точно выдерживалось увеличение производительности самой мощной системы в мире в 1 000 раз за 11 лет, после 2008 года темпы роста снижались и с 2015 года увеличение в 1 000 раз следует ожидать за 17–20 лет и более. Мировая суперкомпьютерная отрасль на рубеже 2008 года, несомненно, столкнулась с научно-техническими сложностями на пути развития СКТ. Это приводит к пересмотру прогнозов достижения новых рубежей производительности: 1 Eflops скорее всего, будет достигнут в 2022 году, а 1 Zflops — после 2039 года, если не будет реализован какой-либо технологический прорыв.
Фото Дорджи Нимгирова.
