Суперкомпьютеры как стратегический ресурс: в Астане обсудили роль Казахстана в гонке за высокими технологиями
Суперкомпьютеры давно стали инструментом для прорывных научных исследований и инженерных расчетов. Большие модели искусственного интеллекта тренируются на этих мощных машинах, говорит ассоциированный профессор кафедры физики NU Ерназар Абдикамалов. Они играют решающую роль в исследованиях, от симуляции погоды до изучения Вселенной.
“Суперкомпьютеры для страны – это стратегический ресурс, позволяющий решать разнообразные сложные задачи – от моделирования климатических изменений до расширения Вселенной, то, чем занимаются ученые многих стран мира, включая США. В этом контексте конкуренция в создании суперкомпьютеров чрезвычайно высока, особенно в области графических процессоров (GPU), где лидируют американские компании Nvidia и AMD”, – пояснил ученый.
В глобальной конкуренции участвуют и другие страны. К примеру, Китай создал Национальные центры суперкомпьютеров, обеспечивающие вычислительную мощь для различных научных и инженерных проектов. Японский суперкомпьютер FUGAKU, признанный самым быстрым в мире в 2020 году, используется для разработки новых лекарств и решения экологических проблем. Финляндия вошла в так называемый зеленый список 500 стран с суперкомпьютером, чья энергия помогает обогревать небольшой городок. В то время как страны соревнуются за создание самых мощных систем, у Казахстана есть шанс участвовать в мировой цепочке поставок.
“Ни одна страна в одиночку не может производить вычислительные супермашины. В мировой цепочке поставок деталей для суперкомпьютера, который, к примеру, собирается в США, участвуют другие страны, как Тайвань, Голландия, Германия. И Казахстан, конечно, в этом процессе может участвовать через развитие ноу-хау в определенном направлении, производить свой продукт, необязательно чтобы, это было «железо». Мы можем сконцентрироваться на создании новых методов вычисления, программного обеспечения. В целом собрать компоненты суперкомпьютера в стране – это осуществимая задача”, – отметил Ерназар Абдикамалов, который является сотрудником Лаборатории энергетического космоса.
Профессор Гейдельбергского и Пекинского университетов, доктор Райнер Шпурцем, один из первых ученых, построивший суперкомпьютер с ускорителями в виде графических процессоров (GPU) для научных расчетов, прогнозирует быстрый рост китайских вычислительных технологий. Он считает, что будущее за теми, кто сможет создать более мощные и энергоэффективные суперкомпьютеры.
“Китайские коллеги создают собственные графические ускорители и процессоры, схожие с американскими и японскими прототипами. Япония также занимается разработкой собственных технологий в области высокопроизводительного вычисления на суперкомпьютерах. В настоящее время США и Япония имеют больше преимуществ, потому что они развивают умную инфраструктуру по поддержке исследовательских университетов, научных центров, где используется это оборудование”, – поделился профессор Шпурцем в ходе публичной лекции в NU, на которой рассказал о значении суперкомпьютеров и их эволюции.
Профессор Шпурцем прибыл в Казахстан в рамках международной научной 12 Казахстанско-китайско-корейской конференции по динамической астрономии по приглашению сотрудников Лаборатории энергетического космоса, основанной по инициативе советника президента NU Каната Байгарина при поддержке лауреата Нобелевской премии Д. Смута. Идея немецкого ученого построить суперкомпьютер на основе графических процессоров (GPU) стала революционной: сначала GPU использовались для игр, но оказалось, что они также подходят для сложных вычислений благодаря множеству параллельных ядер. Энергоэффективность и производительность суперкомпьютеров резко возросла.
В Казахстане один из мощных суперкомпьютеров – это “Шабыт” в NU, говорит ассоциированный профессор Актюбинского филиала Heriot Watt University Бекдаулет Шукиргалиев, ученик профессора Шпурцема.
“Я учился в Heidelberg University, а после приезда в Казахстан поступил на программу постдокторантуры NU. Мы выиграли несколько научных грантов, в рамках которого закупили несколько маленьких мощных компьютеров для проведения наших вычислений. Мы держим связь с доктором Райнером. Вместе с Ерназаром, который до NU работал в Оак-Риджской национальной лаборатории, где стоит суперкомпьютер №1 в мире, развивая вычислительную науку в Казахстане, сделали несколько проектов в области вычислительной астрофизики”, – рассказал Бекдаулет Шукиргалиев, возглавляющий научный проект по вычислительной астрофизике в филиале шотландского вуза, который готовит специалистов в области электроники, компьютерного инжиниринга и энергетического менеджмента.
Энергоэффективность суперкомпьютеров становится все более важной темой на фоне все возрастающего потока информации, отмечалось на встрече.
«Например, суперкомпьютер Frontier в штате Теннесси потребляет около 22 Мегаватт энергии, что эквивалентно потреблению энергии более тысячи домов. Профессор Шпурцем показал, как использование GPU позволило значительно снизить энергозатраты, сделав суперкомпьютеры более экологичными и эффективными. Однако, мощности современных компьютеров, к примеру, в NU, уже не поспевают за ростом данных, объем которых растет ежегодно вдвое. Также растет объем данных в мире. В астрономии идет экспоненциальный рост данных за счет новых телескопов и детекторов», – пояснил Ерназар Абдикамалов.
Исследователи отмечают, что потребность в мощных суперкомпьютерах становится все более очевидной. Казахстан имеет шанс стать значимым игроком в этой сфере, если сможет эффективно развивать свои технологические и научные ресурсы.
