Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
IDG  •  PC World  •  Computerworld  •  CIO  •  CFO  •  Networkworld  •  Дискусии  •  Кариерна зона  •  Събития
COMPUTERWORLD | Наука и техника
13 юли
2016
 
 

Високопроизводителният компютър дава достъп до неограничени ресурси

4526 прочитания, 0 коментара

Ана Пройкова, д-р на физическите науки, е професор в Софийския университет „Св. Климент Охридски”, Катедра „Атомна физика“ към Физическия факултет и е председател на Националния координационен съвет по нанотехнологии. Тя е избрана през март 2016 г. в новосъздадения научен комитет към Европейската комисия за оценка на риска за здравето и околната среда (SCHEER), който е наследник на Научния комитет по възникващи и ново- идентифицирани здравни рискове, Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR), чиито зам.-председател е била през 2013-2016 г.

Проф. Пройкова е автор на множество научни публикации, както и ръководител на научни изследвания в областта на физическите свойства на наноразмерните обекти, нанотехнологиите, фазовите преходи в малки системи. Научната й кариера минава през Католическия университет на Льовен в Белгия, Чикагския университет, САЩ, Вашингтонския Университет в Сиатъл, САЩ, Университет в Нагоя, Япония. Носителка е на световни научни награди.

Проф. Пройкова е национален представител в Програмния комитет по “Нанотехнологии, авангардни материали, биотехнологии, авангардно производство” на програмата "Хоризонт 2020", в Европейския стратегически форум за научноизследователски инфраструктури, член е на редакционните съвети на Internet Journal of Molecular Science, Open Physics (раздел Atomic and Molecular Physics). Рецензент е на Европейски проекти за научни изследвания (FP6, FP7, Horizon2020), на Белгийския, португалския и испанския научни фондове.

Прочетете още: Най-мощният суперкомпютър отново е китайски

Проф. д-р Ана Пройкова

- Как се зароди идеята за създаване на Паралелен изчислителен клъстер към Физическия факултет на Софийския университет? Какво представлява този клъстер и какви функции изпълнява?

Физическият факултет се намира в кампуса Лозенец на СУ, в който са разположени три природонаучни факултета – по физика, по химия и по математика и информатика.

Във Физическия факултет от 1996 г. се развива методичен подход, наречен „изчислителна физика“, който допълва класическите подходи – експериментален и теоретичен. За първи път у нас в нашия факултет направихме промяна в учебната програма, за да въведем обучение по изчислителна физика и за бакалаври.

С развитието на изчислителната техника и дискретната математика, през последните 40-50 години се оформи ново направление във физиката - изчислителната физика (Computational physics). Първоначално се е разглеждал като поддял както на теоретичната, така и на експерименталната физика, но с времето заема самостоятелно място като подход за изучаване на природата. По своето определение, изчислителната физика е наука, в която се моделират физическите процеси на базата на съществуващите теории, а решаването на моделите се извършва с помощта на числени и аналитични методи. Развити бяха специализирани методи за пресмятане в различните дялове на физиката: физика на високите енергии (физика на ядрото и елементарните частици), физика на ниските енергии (наноструктури, медицинска физика, биофизика и информатика), астрофизика (звездна астрофизика, космология, относителност), атомна и молекулна физика (кондензация по Бозе-Айнщайн, взаимодействия с фотони и интезивни външни полета). Ето защо, познания в областта на моделирането и числените методи станаха толкова необходими, колкото и тези, нужни за работа в теоретичната и експерименталната физика.

Фокусът на всяко обучение трябва да бъде насочен не само към текущото познание на студентите, но и към бъдещата им реализация след като получат дипломата си за завършено висше образование. По онова време, все още имаше „остатъци“ от старите изчислителни центрове, които разполагаха с големи изчислителни машини.

Първоначално развиването на големите изчислителни центрове, базирани на DEC ALPHA компютри, беше тенденция до средата на 80-те години. С навлизането на персоналните компютри през 80-те години на миналия век тогавашното поколение загуби афинитет към “големите компютри” и престана да ползва ресурсите на централизираните изчислителни центрове, които обаче разполагаха с отдели за разработка на научен софтуер, анализ и предлагаха професионална консултация на потребителите. Междувременно изчислителната индустрия разработваше големите изчислителни машини, рзаработи векторните компютри, например CRAY, суперкомпютрите, които са много скъпи, нуждаят се от специалисти, които да ги поддържат и на практика се появиха отново централизирани изчислителни ресурси на ново високо равнище. Тези изчислителни центрове, обикновено разположени в богати държави, привличат най-добрите световни разработчици, които създават все по-интелигентни конструкции на многоядрени, многонишкови процесори и на компютърни (изчислителни) клъстери.

Около 2005 г. университетите започнаха да изграждат мощни изчислителни центрове, в които да бъдат обучавани студенти, за да се подготвят за новите реалности.

Съвременната наука изисква високопроизводителни (паралелни) изчисления, поради все по-сложните задачи, които представляват интерес, а серийните компютри не могат в нужното време да произведат решение. В последно време установяваме степента, в която нелинейни ефекти ограничават предсказателната способност на класическите теоретичнит модели, основани на приближени линейни подходи. Тъй като експерименталните изследвания са скъпи, числените изследвания на сложни и динамични системи придобиват все по-голямо значение.

Високопроизводителните изчисления (High-performance computing, HPC) обединяват скорост на изпълнение и ефективност на комуникацията. Те се извършват върху паралелни машини, или както ние ги наричаме, паралелни клъстери. В най-общия случай, те представляват съсредоточаване на изчислителни ресурси, така че да се постигне изчислителна мощ, която не може да бъде достигната от настолните компютри или работни станции с цел да се решават големи проблеми в областта на науката, инженерните дисциплини или бизнеса. Основната разлика между потребителя на персонален компютър и този на високопроизводителния компютър се състои във факта, че ресурсите за потребителя на HPC са практически неограничени.

Със средства от спечелен конкурс по Фонд „Научни изследвания“ (ФНИ) за стимулиране на научните изследвания в университетите (2006 г.) изградихме в средата на 2007 г. паралелен клъстер с 32 изчислителни възела във Физическия факултет на Софийския университет. До 2014 г. бяха изпълнени 7 проекта, финансирани от Фонд „Научни изследвания“, всеки от които помогна за разширяване на клъстера и днес той вече е компактен 216-ядрен компютърен клъстер, с името PhysOn или още the Pink Cluster. Клъстерът е поддържан основно от университетски преподаватели - гл. ас. д-р Стоян Писов и д-р Христо Илиев, който вече е постдокторант в Германия.

PhysOn във Физическия факултет на СУСпоред съвременните мащаби PhysOn предлага много малки изчислителни ресурси, и никой не би забелязъл съществуването му, ако не погледне на него като символ на реализиранта възможност в България да се съберат различни изследователски екипи и в продължение на почти 8 години всички те да внасят дял от спечелените средства за от ФНИ за доизграждане и усъвършенстване на клъстера. Независимо от ниския клас на машината, получените и постигнати чрез нея резултати са с международно значение, а публикуваните статии са в списания с много висок импакт-фактор. Проектите, изпълнени с помощта на паралелния клъстер, са в областите квантова информатика, нанотехнологии, моделиране на климата, синоптични прогнози, биофизика.

Малка част от изследователите, работили с паралелния клъстер, продължиха кариерата си в България. За съжаление академичната работа в страната не осигурява достатъчни материални ресурси за достоен живот. Изтичането на мозъци може да бъде спряно с развитието на местната високотехнологична индустрия.

България не може да се състезава с държави като Китай и САЩ и да произвежда високопроизводителни компютри, но тя може да има значително място в тази област чрез развиване на човешкия потенциал, който е решаващ за натрупване на знания.

- Предстои откриването и на Лаборатория за високопроизводителни изчисления в София тех парк, чиито партньор е и Софийския университет. Разкажете повече за нея.

Лабораторният комплекс е един от основните елементи на научно-технологичния парк – „София Тех Парк“. Комплексът се състои от 11 лаборатории и се управлява от независимо сдружение, учредено специално за тази цел. Членове на сдружението са водещи академични институции като Софийски университет, Технически университет – София и Медицински университет – София. Замисълът е лабораториите в рамките на комплекса да извършват независима и съвместна с индустрията научно-изследователска дейност, резултатите от която ще бъдат широко разпространявани.

Дългогодишния опит, напрупан в областта на високопроизводителните изчисления на екипа от Физическия факултет на СУ, е в основата на създаването на Лабораторията за високопроизводителни изчисления (ЛВИ). Тя ще разполага със значително по-мощен паралелен клъстер за научни изследвания на комплексни системи в областта на физиката, биофизиката, медицинската физика и разработването на нови информационни продукти. След официалното й откриване, лабораторията ще изпълнява научни проекти в:

• Квантовата информатика за изучаване на динамичното поведение на комплексни квантово-механични системи;

• Нано технологиите за изследване на механичните и електронни свойства на нови вещества

• Моделирането на климата и синоптични прогнози – създаване на реалистични модели за краткосрочно и дългосрочно предсказване на времето и изграждане на единна метеобаза данни и асимилирането ѝ в моделите;

• Биофизика – моделиране на биологични процеси.

Новата Лабораторията за високопроизводителни изчисления в София Тех Парк

Стремежът е ЛВИ в СТП да бъде и част от съвременната европейска мрежа (HPC4SME-Europe) за научни изследвания на комплексни системи, които представляват интерес за индустрията. Ползите за потребителя от прилагането на високопроизводителни изчисления са в две области - надеждност и лесен достъп до данните и време.

В първата насока, предимствата са, че потребителите могат да работят в група, споделяйки информацията помежду си, а надеждността се осигурява благодарение на мрежова дискова подсистема работеща в режим RAID50.

Що се отнася до фактора време, високопроизводителните системи могат да извършват пресмятания и/или обработват данни едновременно (паралелно), а добре организираният високопроизводителен изчислителен център позволява бърза начална конфигурация и стартиране на бизнес процесите.

Да не забравяме, че сега живеем в свят, който e в процес на дигитализация на много области и станаха модни темите за “големите данни” (BIG DATA) и дигитален пазар – каквото и да значи това по същество, като практика е използване на все повече високопроизводителни ресурси и все по-интелигентни алгоритми за анализиране на данните.

Това ще бъде фокус на работата на всички, които ще имат достъп до лабораторията ЛВИ-СТП и се надяваме съвсем скоро да ги посрещнем с добри предложения за техните нужди.

Интервюто проведе Констанца Кадънкова

НАЙ-НОВИ НАЙ-ЧЕТЕНИ ПРЕПОРЪЧАНИ
ТОП100 НА ТЕХНОЛОГИЧНИТЕ КОМПАНИИ

Фирмите представят
Успешни внедрявания в малки и средни компании

Успешни внедрявания в малки и средни компании

Практически опит от ERP проекта в „ЕрДжи Консулт“ ЕООД

Слайдшоу
ИНТЕРВЮ
Тод Англин, Progress:  София има страхотна общност от софтуерни разработчициТод Англин, Progress: София има страхотна общност от софтуерни разработчици

Конференцията DevReach се завръща в София, има месец до събитието, а всички билети вече са разпродадени, коментира главният евангелист на Progress.

ПРИЛОЖЕНИЯ
АНКЕТА

Какво мислите за FireFox OS?

Информация за Вас