Самолёты станут тише?

Опубликовано: 19.11.2021

Созданный в Институте прикладной математики имени Келдыша РАН суперкомпьютер будет использоваться для газо- и гидродинамических расчетов, в частности, для расчета новых малошумных авиационных двигателей. Об этом сообщил в интервью РИА Новости начальник отдела вычислительных комплексов и систем института Юрий Смольянов.

«Сейчас в мире идет борьба за снижение звука от реактивных самолетов. Надо построить модель сопла двигателей, истечения газа в нем, и посмотреть, как можно изменить конфигурацию сопла, может быть добавить какие-то элементы, чтобы снизить этот звук. Как глушитель в машине, но при этом надо сделать так, чтобы потери мощности были минимальные», — сказал Смольянов.

Специалисты Института имени Келдыша совместно с НИИ «Квант» закончили создание нового суперкомпьютера К-100 ещё 15 декабря, сообщил собеседник агентства.

По его словам, тесты вычислительной машины показали, что ее пиковая производительность составляет 100 терафлопс.

Производительность суперкомпьютеров измеряется в триллионах операций с плавающей запятой в секунду (терафлопсах). В международном рейтинге самых мощных суперкомпьютеров Тор 500, по данным на ноябрь 2010 года, наиболее мощной системой в мире является китайский «Тяньхэ-1А», установленный в Национальном суперкомпьютерном центре в Тяньцзине. Его пиковая производительность составляет 4,7 петафлопса (тысяч терафлопсов).

В Top 500 входят 11 российских машин, среди них на первом месте суперкомпьютер МГУ «Ломоносов», пиковой производительностью 414,4 терафлопса. Эта ЭВМ находится на 17-м месте в мире. За ним следует МВС-100К производительностью 140,2 терафлопса, работающий в Вычислительном центре РАН (62-е место в мировом рейтинге). На третьем месте — суперкомпьютер в Курчатовском институте (123,6 терафлопса, 71-е место).

По словам Смольянова, работы по созданию суперкомпьютера К-100 начались в мае 2010 года.

В середине апреля президент РАН Юрий Осипов на встрече с премьером РФ Владимиром Путиным сообщил, что Институт имени Келдыша и НИИ «Квант» создали принципиально новый тип компьютера производительностью 6 терафлопс.

По словам Осипова, чтобы создать к концу года на его технологической базе 100-терафлопсный компьютер, была необходима помощь государства в объеме 65 миллионов рублей.

«Давайте сделаем», — ответил тогда Путин.

«До этого мы за счет гранта РФФИ (Российский фонд фундаментальных исследований) построили маленький макет из восьми модулей, аналог того, что мы сделали сейчас. Организация в этом макете — опытном образце, вся математика такая же, как в этой большой машине. Но она уже дала нам 8 терафлопс. И мы посчитали, что «сотку» мы можем сделать», — сказал Смольянов.

По его словам, математики пришли к выводу, что этот опытный образец «очень хорошо подходит под наши задачи», но ему не хватает памяти и производительности.

«Пришли к директору, директор рассказал об этом Осипову», — сказал собеседник агентства.

Из чего сделан К-100

Новый суперкомпьютер К-100 состоит из 64 узлов-модулей. В каждом из них по два шестиядерных процессора Westmere фирмы Intel и три графических ускорителя NVIDIA Fermi, рассказал РИА Новости один из создателей суперЭВМ Алексей Лацис.

Смольянов добавил, что в каждом из этих ускорителей 400 так называемых арифметических устройств, у них есть собственная память, они добавляют скорости вычислений.

Критически важна для суперкомпьютеров скорость передачи информации между процессорами. В новой машине, помимо общепринятой системы передачи данных Infiniband, используется система собственной разработки МВС-Экспресс, которая обладает преимуществами при передаче относительно коротких фрагментов данных.

Общий объем оперативной памяти 6 терабайт — по 2 гигабайта на ядро. «Таких машин очень мало», — отметил Смольянов.

По словам Лациса, работает суперкомпьютер под управлением операционной системы на базе Red Hat Linux, но программа-диспетчер, распределяющая задачи для процессоров, — собственной разработки.

СуперЭВМ размещена в помещении площадью всего 60 квадратных метров.

Дешево и экономично

По словам Смольянова, суперкомпьютер удалось создать с минимальными затратами благодаря отсутствию посредников.

«Это невероятно дешево. В эти 65 миллионов рублей, на эти деньги, мы сделали все — и кондиционеры для системы охлаждения, и источники бесперебойного питания», — сказал он.

«Потому что никаких излишних посредников у нас не было, почти все было напрямую, и все без всяких откатов», — добавил собеседник агентства.

Кроме того, отметил он, ЭВМ потребляет очень мало электроэнергии. «Если «Ломоносов» расходует мегаватты, то К-100 потребляет около 100 киловатт. Это относительно мало», — сказал собеседник агентства.

Штатный режим — в начале февраля

В настоящее время суперкомпьютер работает в тестовом режиме.

«Я не могу сказать, что она (машина) полностью загружена, ее 15 декабря только сдали. Сейчас мы по одной задачке пропускаем, программное обеспечение ставим, ее нужно в божеский вид привести», — сказал Смольянов.

По словам Лациса, пока специалисты наблюдают за «поведением» машины, проверяют ее работу на разных режимах, но к началу февраля планируется выйти на штатный режим работы.

«Если это не произойдет к началу февраля, я буду очень огорчен и сам собой недоволен», — сказал Лацис.

Пробки, кровеносная система и защита АЭС

Смольянов отметил, что суперЭВМ будет решать очень широкий круг задач. В частности, это задачи газовой динамики, гидродинамики.

«Расчет обтекания самолетов. Сейчас самолеты дуть в трубе очень дорого, а при некоторых скоростях и невозможно. Задача защиты в атомных реакторах, например даже пробки в Москве можно просчитать и создать математическую модель», — сказал ученый.

По его словам, такие машины могут рассчитывать и модели движения крови в кровеносной системе человека.