Триллион операций в секунду

Дмитрий Кожевников

На прошлой неделе в жизни российского машиностроения произошло событие, качественная важность и прецедентность которого выходят далеко за рамки непосредственного факта. НПО «Сатурн» завершило проект по созданию нового суперкомпьютерного центра. В эксплуатацию запущен самый высокопроизводительный вычислительный суперкомпьютер в промышленности России и СНГ. Его мощность — 14,3 TFlops (триллионов операций в секунду с плавающей точкой). Проект стал результатом совместной работы ОАО «НПО «Сатурн» и компаний КРОК, IBM, Intel, APC by Schneider Electric. Системы такого уровня в мировой практике имеют собственные имена. В ОАО «НПО «Сатурн» был объявлен конкурс среди работников на лучшее имя для нового суперкомпьютера. Из нескольких сотен предложенных наименований победителем признано имя «АЛ-100» в честь столетия со дня рождения основателя компании, великого ученого и конструктора Архипа Михайловича Люльки, двигателям которого традиционно присваивалась марка «АЛ».

По словам технического директора — генерального конструктора ОАО «НПО «Сатурн» Михаила Кузменко, «Современный рынок газотурбинных двигателей требует от разработчика существенного сокращения сроков и затрат при создании нового продукта. Для выполнения данной задачи необходимо провести колоссальное количество инженерных расчётов по направлениям газодинамики, прочности, акустики. А моделирование цифрового эксперимента на суперкомпьютере вообще трудно переоценить, так как это существенно сокращает количество дорогостоящих натуральных испытаний изделий. Сегодня с внедрением кластерных технологий мы перешли на качественно новый уровень выполнения конструкторских работ, а с вводом данного суперкомпьютера значительно расширяем свои возможности».

Основная цель проекта — существенное повышение вычислительных мощностей ОАО «НПО «Сатурн», необходимых для проведения инженерных расчетов и позволяющих эффективно решать не только текущие, но и перспективные бизнес-задачи предприятия.

«Сегодня в современном мире авиационной индустрии ни одно предприятие не способно создавать новую конкурентоспособную продукцию без применения передовых информационных технологий. Создание нового суперкомпьютерного центра является одним из этапов комплексной программы развития ИТ на предприятии. С введением в эксплуатацию самого мощного суперкомпьютера в промышленности России и СНГ конструкторские подразделения НПО «Сатурн» получили мощный инструмент для создания конкурентной продукции, востребованной рынком», — отметил директор по ИТ ОАО «НПО «Сатурн» Александр Пионтковский.
Заказчиком разработки нового суперкомпьютера являлась конструкторская служба ОАО «НПО «Сатурн». Внедрение первого суперкомпьютера предприятия, запушенного в эксплуатацию в 2005 году, позволило конструкторским подразделениям ОАО «НПО «Сатурн» перейти на новый уровень аналитического проектирования, основанный на использовании численных методов на всех этапах разработки газотурбинных двигателей. В 2006 году загрузка вычислительных мощностей кластера фактически приблизилась к 100%. К этому времени к ресурсам суперкомпьютера были подключены также филиалы ОАО «НПО «Сатурн» в городах Москве и Перми. И в середине 2007 года было принято решение о необходимости создания нового суперкомпьютера, превышающего по производительности существующий более чем в 20 раз.

Проект начался с формирования требований к создаваемому суперкомпьютеру и выбора оптимального варианта решения путем тестирования, которое проводилось специалистами КРОК совместно со специалистами ОАО «НПО «Сатурн» в Центре Тестирования IBM в Монпелье (Франция).

Созданное решение представляет собой высокопроизводительный кластер на базе решения IBM System Cluster 1350, пиковой производительностью 14,3 TFlops. Основой для вычислительного поля стали блейд-серверы HS21 на базе 4-х ядерных процессоров Intel, объединенные высокоскоростной сетью DDR Infiniband. Расчетное поле кластера включает 1344 ядер Intel Xeon и 1344 GB оперативной памяти. На момент запуска данный суперкомпьютер является самым высокопроизводительным в промышленности России и СНГ.
Управление кластером осуществляет программное обеспечение (ПО) IBM Cluster Systems Management (CSM). Для обеспечения управления вычислительными заданиями в состав кластерного программного обеспечения входит ПО IBM Tivoli Workload Scheduler LoadLeveler.

Работоспособность вычислительного комплекса обеспечивается комплексом инженерной инфраструктуры, включающим в себя системы: бесперебойного электропитания, прецизионного кондиционирования, автоматического газового пожаротушения. Все системы объединены системами централизованного мониторинга и автоматизации. Основой для построения инфраструктуры было выбрано комплексное решение APC InfraStruXure. Решение представляет собой открытую, гибкую, интегрируемую архитектуру, легко масштабируемую и наращиваемую вместе с ростом требований ОАО «НПО «Сатурн».

«Проект по созданию нового суперкомпьютерного центра был достаточно сложной технической задачей. Необходимо было построить вычислительный кластер максимально адаптированный для поддержки всего программного комплекса, используемого конструкторскими подразделениями при решении инженерных задач. Почти год над его созданием работало большое количество квалифицированных специалистов как со стороны заказчика ОАО «НПО «Сатурн», генподрядчика компании КРОК, так и со стороны производителей оборудования и подсистем суперкомпьютера. Благодаря слаженной работе проектной команды данную задачу удалось полностью реализовать», — отметил заместитель директора по ИТ ОАО «НПО «Сатурн», руководитель проекта по созданию суперкомпьютера Юрий Зеленков.

«Проект по созданию новой вычислительной инфраструктуры НПО «Сатурн» стал для нас интересной задачей, сложное технологическое решение которой потребовало привлечения специалистов из различных департаментов компании. Мы довольны тем, что нам удалось с успехом применить свои компетенции и в области создания высокопроизводительных кластерных платформ, и в направлении по созданию инженерных систем и систем автоматизации и мониторинга», — комментирует Иван Рубцов, заместитель генерального директора компании КРОК.

«IBM обладает уникальным опытом и знаниями в разработке инновационных кластерных продуктов, которые решают сложные задачи моделирования физических процессов. Мы гордимся тем, что технологии IBM были выбраны НПО «Сатурн» как наиболее полным образом удовлетворяющие требования заказчика в отношении энергоэффективности, производительности и масштабируемости. Главное преимущество решения IBM — преемственность используемых технологий. На сегодняшний день подобные суперкомпьютерные технологии используются в авиационной индустрии впервые, что делает этот проект уникальным в своей области», — отметил Сергей Бугрин, Директор направления аппаратных средств IBM в России и СНГ.

«Участие в проектах подобного ранга всегда становится серьезной проверкой для производителей инженерной инфраструктуры, поскольку для создания супервычислительных систем выбирается наиболее надежное и производительное оборудование. То, что в части создания инженерной инфраструктуры суперкомпьютера была сделана ставка на решения от APC, свидетельствует о том, что разработки нашей компании полностью соответствуют самым взыскательным требованиям к современным инженерным системам. Мы надеемся, что инновационные ИТ-технологии APC послужат надежной основой для дальнейших достижений российской промышленности», — отмечает Николай Харитонов, руководитель направления по работе с сертифицированными партнерами APC by Schneider Electric.

«Использование высокопроизводительных вычислений как экономического инструмента для повышения качества продукции, сокращению времени на дизайн, научно-инженерную проработку и как результат более быстрый вывод на рынок качественного и высококонкурентного изделия характерен для лидеров мирового рынка. НПО Сатурн является образцом применения этого подхода в России успешно эксплуатируя высокопроизводительные решения в течении уже нескольких лет. НПО Сатурн провело серьезный выбор архитектур и технологий для построения нового высокопроизводительного кластера, в котором принимали участие и наши специалисты, что позволило, как мы надеемся, построить наиболее эффективное решение. Выбор новейших четырехядерных процессоров Intel Xeon позволит существенно сэкономить на количестве инфраструктуры, площади и энергопотреблении решения, что является существенным, когда размер системы составляет более полутора сотен серверов», — сказал Дмитрий Конаш, региональный директор корпорации Intel в странах СНГ.

ПОДВЕРСТКА
ОАО «Научно-производственное объединение «Сатурн» — ведущая двигателестроительная корпорация, специализирующаяся на разработке и производстве газотурбинных двигателей для военной и гражданской авиации, судов военно-морского флота, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок. ОАО «НПО «Сатурн» участвует в конкурсе по разработке двигателя пятого поколения для Перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации ПАК ФА. В настоящее время проходят летные испытания три новых двигателя ОАО «НПО «Сатурн» как для гражданской, так и для военной авиации. Совместно с компанией Snecma Safran group (Франция) создан современный турбовентиляторный двигатель SaM 146 для российского регионального самолета SSJ, отвечающий жестким международным нормам. Выполняет испытательные полеты многофункциональный истребитель Су-35 с новыми двигателями 117С. По заказу индийских ВВС создан универсальный газотурбинный двигатель пятого поколения АЛ-55, который по своей философии, принципам конструирования не имеет аналогов в отечественном авиастроении. Не менее важным направлением деятельности Объединения является поддержка на конкурентоспособном уровне действующего парка самолетов с двигателями разработки и производства ОАО «НПО «Сатурн»: программа глубокой модернизации двигателей АЛ-31Ф для Су-27 и его модификаций; программа ремоторизации гражданских и военных транспортных самолетов Ил-76 двигателями Д-30КП-3 «Бурлак». По заказу Министерства обороны России ОАО «НПО «Сатурн» реализует программы разработки и производства газотурбинных двигателей для беспилотных летательных аппаратов, а также двигателей для силовых установок кораблей ВМФ. В тесном сотрудничестве с энергетиками и ОАО «Газпром» НПО «Сатурн» участвует в программах модернизации энергогенерирующих мощностей России и в создании конкурентоспособных газотурбинных приводов для транспортировки и хранения газа.
Компания КРОК — российский лидер в области создания ИТ-инфраструктур, №1 в России по услугам системной интеграции (по отчетам IDC за 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007). По данным агентства «РосБизнесКонсалтинг» и журнала «Эксперт», КРОК входит в десятку крупнейших ИТ-компаний страны. КРОК специализируется на создании корпоративных информационных систем, построении систем обработки и хранения данных, телекоммуникационных систем и корпоративных систем телефонии, автоматизированных инженерных систем, внедрении бизнес-приложений, комплексной технической поддержке информационных систем. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обращайтесь к Наталье Воскресенской, директору компании КРОК по связям с общественностью (тел. 974-2274, e-mail: NVoskresenskaya@croc.ru, pr@croc.ru).

С использованием материалов ОАО «НПО «Сатурн»