25 августа в Сарове (Нижегородская обл.), на базе Национального центра физики и математики завершилась I Всероссийская школа-семинар «Центр исследования архитектур суперкомпьютеров». Мероприятие, ориентированное на студентов и молодых учёных, прошло при поддержке Госкорпорации «Росатом», институтов РАН и Института теоретической и математической физики РФЯЦ-ВНИИЭФ (организация Росатома).
В семинаре приняли участие более 100 студентов и молодых учёных из Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Красноярска и других городов. Лекции для них прочитали ведущие учёные из Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН, Института программных систем им. А.К. Айламазяна РАН, Института систем обработки изображений РАН (филиала федерального НИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН), Объединённого института ядерных исследований, МГУ им. М.В. Ломоносова и других научных организаций.
Участники мероприятия изучали вопросы разработки архитектурных и программных решений для создания суперкомпьютеров с производительностью мирового уровня. Было отмечено, что технологические возможности производства более мощных электронных микросхем на классических кремниевых кристаллах подходят к физическому пределу. Учёные НЦФМ формируют научно-технический задел, который позволит сделать качественный скачок в области создания фотонной, а не электронной компонентной базы для вычислений, быстрого телекома и радиофотоники, а также разрабатывают фотонную вычислительную машину, мощность которой на несколько порядков превышает производительность современных электронных суперкомпьютеров.
«Последнее время закон Мура стал замедляться, скоро будет физически невозможно повышать производительность электронных машин за счёт увеличения числа транзисторов в классических кремниевых микросхемах, поэтому возникают разные решения масштабирования производительности компьютера при том же размере микросхем. Общая тенденция в мире – создавать вычислительные машины с гетероструктурой, включающей как электронные, так и фотонные компоненты. В научную программу НЦФМ мы добавили задачу создания фотонного сопроцессора. Это очень современное направление, связанное с реализацией новой компонентной базы, где информацию будут переносить фотоны вместо электронов. Создание таких компьютеров требует разработки нового программного обеспечения, позволяющего осуществлять передачу импульсов от фотонной базы к электронной и наоборот», – отметил научный руководитель НЦФМ академик РАН Александр Сергеев.
«Сегодня суперкомпьютеры и искусственный интеллект – это две стороны одной медали, и одно без другого существовать практически не может. Например, нейронная сеть всем известного Chat GPT 4 использует 175 млрд различных параметров, для машинного обучения ChatGPT 4 использует суперкомпьютер Azure AI с производительностью около 30 петафлопс (30х1015 операций с плавающей запятой в секунду). Но даже современные суперкомпьютеры не всегда могут обеспечить нужный темп машинного обучения. И здесь нам могут помочь фотонные вычислители, поскольку они позволяют существенно сократить время перемножения вектора на матрицу, а именно этот тип операций составляет львиную долю (до 90%) процессов машинного обучения. В этом плане большие надежды мы возлагаем на специалистов Самарского национального исследовательского университета, которые под руководством академика В.А. Сойфера разрабатывают технологии создания таких фотонных вычислителей, ориентированные на отечественные производственные линейки, в рамках научной программы НЦФМ. И это очень важно, поскольку одна из главных целей НЦФМ – локализовать производство таких фотонных суперкомпьютеров в России», – рассказал академик РАН Игорь Каляев, сопредседатель направлений НЦФМ «Национальный центр исследования суперкомпьютеров» и «Искусственный интеллект и большие данные», научный руководитель направления ЮФУ и сопредседатель Программного комитета школы-семинара НЦФМ.
Студенты и молодые учёные представили на школе НЦФМ более 20 устных и стендовых докладов о разработке архитектурных и программных решений для фундаментальных и прикладных задач: от поиска объектов на видеопоследовательностях до моделирования электрических процессов вблизи земной поверхности. Тезисы их докладов опубликованы в сборнике тезисов школы Национального центра.
Своими впечатлениями об участии в школе поделился старший научный сотрудник Института компьютерных исследований Уфимского университета науки и технологий Артур Юлдашев, чей доклад Программный комитет школы НЦФМ признал одним из лучших: «Очень неожиданно, приятно и почётно стать победителем среди докладчиков на школе НЦФМ. У нас в Институте ведётся ряд работ по ускорению сложных алгоритмов программных продуктов для разных компаний. Мы используем как стандартные технологии распараллеливания, так и более современные технологии использования гибридных, оптических вычислительных систем. На школе главное – это возможность установить новые контакты с коллегами из разных точек нашей большой страны, познакомиться с саровским научным центром, в котором я ни разу не был, хотя давно мечтал побывать».
Трансляция лекций была организована на платформе сообщества НЦФМ в социальной сети ВКонтакте. Подробности проведения этой и другой научных школ НЦФМ представлены на сайте: https://ncphm.ru/.
Для справки:
Национальный центр физики и математики (НЦФМ) - флагманский проект инициативы по созданию новой научно-исследовательской инфраструктуры в рамках Десятилетия науки и технологий. Центр строится в г. Сарове Нижегородской области. Учредители НЦФМ – Госкорпорация «Росатом», МГУ им. М.В. Ломоносова, РАН, Министерство науки и высшего образования России, РФЯЦ-ВНИИЭФ, НИЦ «Курчатовский институт» и ОИЯИ. Образовательной частью Национального центра стал филиал Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова - «МГУ Саров», где учатся около сотни магистрантов и аспирантов со всей страны. Основные цели Национального центра – получение новых научных результатов мирового уровня, подготовка учёных высшей квалификации, воспитание новых научно-технологических лидеров, укрепление кадрового потенциала предприятий Госкорпорации «Росатом» и ключевых научных организаций России, повышение привлекательности российской науки для молодых учёных. На территории НЦФМ возводится комплекс из научно-исследовательских корпусов, передовых лабораторий и установок класса «мидисайенс» и «мегасайенс». Научную кооперацию НЦФМ сегодня составляют 57 научных организаций, вузов и высокотехнологичных компаний со всей России.
Десятилетие науки и технологий в России (2022-2031, стартовавшее по Указу Президента) – это масштабная программа инициатив, проектов и мероприятий по ускоренному развитию экономики и социальной сферы через усиление роли науки и наукоёмких технологий в стране. Основные цели Десятилетия – привлечение молодежи в сферу науки и технологий, вовлечение исследователей и разработчиков в решение важных задач для страны и общества и рост знания людей о достижениях Российской науки. Более подробная информация об инициативах, мероприятиях и проектах Десятилетия науки и технологий – на сайте наука.рф. Оператор проведения Десятилетия науки и технологий – АНО «Национальные приоритеты».
Правительство РФ и крупные российские компании продолжают расширять спектр решений по раскрытию потенциала студентов и молодых сотрудников. Росатом и его предприятия участвуют в создании базовых кафедр в российских вузах, реализации стипендиальных программ поддержки, крупных образовательных проектов, организации практики и стажировки для студентов с последующим их трудоустройством. Молодые специалисты получают новые полезные навыки, что помогает им в карьерном росте.