RU
 

Госкорпорация «Росатом» является одним из российских лидеров в области суперкомпьютерных технологий.

Головным исполнителем по данному направлению выступает предприятие Росатома - Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ, г. Саров, Нижегородская обл.). Его разработки включают в себя программное обеспечение для инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования, современные технологии моделирования сложных технических систем, технологии удаленных высокопроизводительных вычислений, системное программное обеспечение и ключевые компоненты для сборки суперЭВМ.

В 2009 году Президентской комиссией по модернизации и технологическому развитию экономики России был утвержден проект «Развитие суперкомпьютеров и грид-технологий». В его рамках РФЯЦ-ВНИИЭФ было поручено создание базовых компонентов отечественных суперкомпьютерных технологий и их внедрение в ведущие отрасли промышленности - авиастроение, атомную энергетику, автомобилестроение и др.

supercomp_sarov.jpg

В итоге была создан базовая линейка суперЭВМ, включая сверхмощную суперЭВМ, а также модели суперЭВМ малого класса и отечественное программное обеспечение для суперкомпьютерного моделирования. В частности, во РФЯЦ-ВНИИЭФ организовано серийное производство компактных суперЭВМ мощностью от 8 до 50 Терафлопс (1 Терафлопс равен одному триллиону операций за одну секунду). СуперЭВМ производства ВНИИЭФ, предназначенные для решения специальных классов задач наукоемких отраслей промышленности, уже работают на предприятиях Госкорпорации «Росатом», «Роскосмоса», в ОКБ имени П.О. Сухого и др.

В Сарове разработаны суперкомпьютерные технологии для внедрения в высокотехнологичные отрасли промышленности. Имитационное моделирование на суперЭВМ является основой для технологического перевооружения предприятий таких отраслей. Есть возможность использовать 3D-программные коды для имитационного моделирования в интересах атомной отрасли и других высокотехнологичных отраслей промышленности.

Наряду с РФЯЦ-ВНИИЭФ лидерские позиции в разработке отечественных суперкомпьютерных решений занимает еще одно предприятие Госкорпорации «Росатом» - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени Забабахина (РФЯЦ-ВНИИТФ, г. Снежинск, Челябинская обл.). Основными продуктами информационных технологий РФЯЦ-ВНИИТФ являются суперЭВМ средней̆ производительности (от 10 до 100 Терафлопс), модульные (контейнерные) и мобильные центры обработки данных (ЦОД), системное и прикладное программное обеспечение . В рамках одного из направлений по импортозамещению в РФЯЦ-ВНИИТФ разрабатываются источники бесперебойного питания различной̆ мощности.

В частности, ВНИИТФ сегодня выпускает суперкомпьютеры средней производительности. Базовая конфигурация данной машины имеет производительность 10 Терафлопс. Особенность этой суперЭВМ — компактное исполнение, с расположением всех систем в одной, или нескольких (в зависимости от конфигурации и производительности) стойке. Конфигурация определяется требованиями заказчика.

Также в качестве альтернативы традиционным решениям для создания центров обработки данных (ЦОД) РФЯЦ-ВНИИТФ предлагает решение по проектированию и созданию модульных или контейнерных ЦОДов. Они не требуют специально подготовленных зданий и помещений, обеспечивая возможность наращивания и замены вычислительного оборудования в процессе эксплуатации без необходимости замены инженерных систем; возможность масштабирования и перемещения действующего центра; возможность быстрого разворачивания резервного ЦОДа. Для выполнения этих работ в РФЯЦ-ВНИИТФ создан проектный офис.

Ключевая составляющая суперкомпьютерных технологий — это прикладное программное обеспечение для суперкомпьютерного моделирования. В РФЯЦ-ВНИИЭФ и РФЯЦ-ВНИИТФ создано и находится в эксплуатации значительное количество программных комплексов, позволяющих выполнять расчетное моделирование самых разнообразных задач. Комплексы обеспечивают расчетно-теоретические работы в области физики высоких плотностей энергии, атомной энергетики и для иных применений. В качестве примера можно привести разработку РФЯЦ-ВНИИЭФ - многофункциональный пакет программ инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования «ЛОГОС». Данный пакет предназначен для математического моделирования аэро-, гидро-, газодинамики, тепломассопереноса, турбулентного перемешивания, прочности и деформации — физических процессов, характерных для различных этапов жизненного цикла высокотехнологичных изделий. Уровень распараллеливания – 100 тыс. ядер, число сеточных элементов – 1 млрд. Пользовательская версия пакета «ЛОГОС» предназначена для широкого использования на предприятиях ОПК и гражданских отраслей промышленности. «ЛОГОС» позволяет существенно сократить сроки проектирования перспективных образцов техники, снизить себестоимость продукции, повысить ее качество и увеличить конкурентоспособность на мировых рынках.

Кроме того, во РФЯЦ-ВНИИЭФ разработан также пакет программ инженерного анализа и суперкомпьютерного моделирования в интересах решения актуальных задач экологической безопасности и рационального природопользования «НИМФА». Он позволяет моделировать многокомпонентную фильтрацию и перенос примесей подземными водами в пространстве со сложной геологической структурой.

Во РФЯЦ-ВНИИТФ создан программно-вычислительный комплекс «ВОЛНА», который осуществляет моделирование, оптимизацию и мониторинг магистрального транспорта природного газа для обеспечения поддержки принятия диспетчерских решений по управлению технологическими процессами. Он моделирует различные режимы функционирования газотранспортных систем в реальном времени. Комплекс позволяет оптимизировать поведение газотранспортной системы на заданную производительность или максимальную пропускную способность. Оценочный эффект экономии при внедрении комплекса в газотранспортных обществах ПАО «Газпром» - свыше 100 млн. рублей в год (в зависимости от объемов транспортируемого газа).

Федеральные ядерные центры ВНИИЭФ и ВНИИТФ совместно выполняют разработку решений в области информационной безопасности. Так, центрами совместно разработана защищенная операционная система и система управления базами данных, для которых получен сертификат соответствия ФСТЭК, разрешающий обработку информации, содержащей государственную тайну. РФЯЦ-ВНИИЭФ разработана и внедрена информационная система, которая обеспечивает решение всех основных задач управления предприятием с соблюдением требований информационной безопасности. На базе этой системы РФЯЦ-ВНИИЭФ создана система управления полным жизненным циклом «Цифровое предприятие». Это отечественный комплекс для создания, проектирования, моделирования и производства высокотехнологичной продукции, систем управления предприятием. Комплекс «Цифровое предприятие» предназначен для внедрения на предприятиях, где особенно важно обеспечить высокую степень защиты информации.

Также ведется работа по совершенствованию средств защиты информации. Так, РФЯЦ-ВНИИЭФ создано программное средство PROSA для оценки эффективности систем физической защиты важных объектов. Стоит упомянуть также программно-технические средства защиты информации (ПТСЗИ) для волоконно-оптических сетей. Они используются для защиты информации ограниченного доступа при передаче за пределами контролируемой зоны по волоконно-оптическому каналу.

В 2016 году было принято решение о поставке прикладных программных расчетных кодов разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ» для суперкомпьютерных вычислительных центров вузов страны с целью улучшения подготовки специалистов в области математического моделирования и инженерных расчетов. В рамках выполнения этих работ подготовлены версии программных комплексов «ПРИЗМА» (моделирование методом Монте-Карло) и «Молох» (молекулярно-динамическое моделирование). Получено разрешение Росатома о передаче неисключительных прав на некоммерческое использование данных программных комплексов вузами. В интересах атомной энергетики создан программный комплекс «АТЭК» для оптимизации технологических процессов замкнутого ядерного топливного цикла.

РФЯЦ-ВНИИЭФ и РФЯЦ-ВНИИТФ совместно с организациями Минобрнауки и Российской академии наук разработана концепция по развитию технологий высокопроизводительных вычислений на базе суперЭВМ экзафлопсного класса (10 в 18-й степени операций в секунду). В концепции рассмотрены основные подходы к решению данной задачи, и предприятия Росатома уже ведут интенсивные научно-исследовательские работы по этой программе.