Облака в ЮУрГУ
26 мая в Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ) состоялась презентация инновационной образовательной платформы «Персональный виртуальный компьютер» на базе облачных вычислений, практическое использование которой для обучения и подготовки специалистов инженерно-технических направлений начато в ЮУрГУ. Как ранее сообщала редакция THG.ru, проект реализуется компанией «РСК СКИФ» при участии специалистов ЮУрГУ и корпорации Intel, выступившей в качестве его инициатора. Это первый в России и СНГ пример начала полномасштабного внедрения платформы на базе облачных вычислений в процесс обучения студентов. Мероприятие посетил специальный корреспондент THG.ru.
Александр Шестаков, ректор Национального исследовательского университета ЮУрГУ отметил в своем выступлении, что при установке нового суперкомпьютера в ЮУрГУ, самый первый суперкомпьютер университета был передан в подшефный лицей (67-я школа г. Челябинска) и эта пионерская инициатива может стать примером для других университетов и школ РФ. С помощью использования суперкомпьютеров в различных учебных учреждениях и предметных областях можно надеяться на повышение уровня образования в целом.
Дмитрий Тарасов, министр информационных технологий и связи Челябинской области, особенно подчеркнул, что несмотря на то, что область входит в десятку лидеров в РФ по проникновению Интернета, в основном это связано с Челябинском, а в «глубинке» проникновение достаточно слабое. На это направление министерство направляет специальные усилия. Цель - сделать муниципальные услуги доступными для граждан в электронном виде. Либо самостоятельно - через Интернет, либо в специальных многофункциональных центрах обслуживания с помощью квалифицированных операторов.
По словам г-на Тарасова, именно образовательные учреждения могут стать центрами, с помощью которых будет ликвидировано цифровое неравенство. Поэтому он с энтузиазмом приветствует новый облачный проект ЮУрГУ.
Леонид Соколинский, декан факультета Вычислительной математики и информатики (ВМИ) и руководитель Лаборатории суперкомпьютерного моделирования Южно-Уральского государственного университета, также являющийся руководителем проекта со стороны ЮУрГУ начал с того, что привел две цитаты.
«Необходимо повышать уровень технического и методологического обеспечения вузов, которые выпускают инженеров»,.- сказал в своём выступлении Президент РФ Д. Медведев 30 марта 2011 г. на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России, г. Магнитогорске Челябинской области.
«Эксперты полагают также, что подготовка инженерных специалистов у нас до сих пор ориентирована на массовое индустриальное производство 30-50-летней давности. Программы обучения, лабораторные работы, исследовательская база в большинстве вузов действительно устарели и не отвечают тем задачам, которые предъявляются современными университетами и соответственно современными предприятиями», - также сказал Президент РФ Д. Медведев - 23 марта 2011 г. на Совещаний по вопросу развития инженерного образования и подготовки инженерно-технических кадров для отечественной промышленности, г. Мытищи Московской области.
Далее г-н Соколинский перечислил преимущества, которые предоставляет использование платформы ПВК (персональный вычислительный комплекс).
По его словам, применение инновационной образовательной платформы «Персональный виртуальный компьютер» на базе облачных вычислений позволяет уйти от традиционного понятия «компьютерный класс». Теперь в любой аудитории можно организовать современный и максимально эффективный учебный процесс, используя ноутбуки и беспроводную сеть. Технология облачных вычислений и реализованная на ее основе образовательная платформа позволяют максимально эффективно использовать имеющиеся у вуза программно-аппаратные ресурсы, а студенты, обучающиеся на инженерных специальностях, получают возможность применять на практике самые современные компьютерные технологии на каждом занятии. Вот преимущества использования новой платформы ПВК.
По словам г-на Соколинского через 2-3 года все факультеты университета будут работать на новой платформе.Эффективное использование учебных площадей (отпадает необходимость выделять отдельные и специально оборудованные помещения под традиционные компьютерные классы) Кардинальное сокращение затрат, необходимых на создание и поддержание компьютерных классов Качественно иной уровень получения современных знаний по специальности - студенты получают возможность находиться в процессе обучения в любое время и в любом месте, где есть Интернет Возможность быстро создавать, адаптировать и тиражировать образовательные сервисы в ходе учебного процесса Возможность для студентов осуществлять обратную связь с преподавателем путем оценки и комментирования предлагаемых им образовательных сервисов Гарантия лицензионной чистоты ПО, используемого в процессе обучения Сокращение затрат на лицензионное ПО путем создания функционально эквивалентных образовательных сервисов на базе ПО с открытым кодом Минимизацию количества лицензий за счет их централизованного использования; Централизованное администрирование программных и информационных ресурсов, используемых в учебном процессе Эффективное использование кластерных вычислительных систем, имеющихся в вузе.
Далее исполнительный директор компании «РСК СКИФ» Алексей Шмелев напомнил, что компания «РСК СКИФ» - ведущий в России и СНГ разработчик и интегратор «полного цикла». Компания поставляет энергоэффективные суперкомпьютерные решения нового поколения, использует архитектуру корпорации Intel, передовое жидкостное охлаждение и ряд собственных ноу-хау.
Г-н Шмелев подчеркнул, что компания поставляет своим клиентам продукт под названием «Платформа, как сервис». Его преимущества - расширяемость, гибкость, масштабируемость, управляемость, высокая надежность, безопасность и лицензионная чистота решения.
Облачная архитектура как раз и обеспечивает высокую масштабируемость, высокую надежность, разделение ресурсов, гибкость подключаемых сервисов, безопасность, использование старых вычислительных мощностей, легкость администрирования и лицензионную чистоту.
Далее директор корпорации Intel по корпоративным проектам Николай Местер рассказал об облачной стратегии компании Intel, которая называется Cloud 2015.
Задача Cloud 2015 - сделать «облачные» вычисления более защищенными, доступными и гибкими.
Эта стратегия возникает не случайно, а на фоне того, что уже сейчас у облачных вычислений 2,5 миллиарда пользователей и миллиард виртуальных сервисов, и изменения только начинаются. К 2015 году нас ждет более 10 миллиардов виртуальных устройств и рост объемов данных на 650%. Бизнес будет вестись в реальном времени, и бизнес-аналитика тоже должна будет работать в реальном времени.
Г-н Местер подчеркнул, что 70% опрошенных указывают, что проблемы безопасности данных - основное препятствие для использования открытых облаков. По его словам компании могут сохранить до $25 миллиардов в расходах на ИТ до 2015 года, используя облачные технологии.
Инициатива Intel Cloud 2015 содержит три ключевых элемента. Первый предусматривает возможность для компаний делиться информацией посредством внутренних и внешних «облаков». Задача второго - обеспечить надежную защиту информации и улучшить показатели энергоэффективности дата-центров. Третий - это так называемые клиентские «облака» для пользователей ноутбуков, ПК и смартфонов. Компания Intel принимает участие в создании Cloud 2015 путем разработки нового программного обеспечения и расширении возможностей процессоров Intel Xeon. Последние уже включают такие технологии, как Intel Virtualization Technology (Intel VT) и Intel Trusted Execution Technology (Intel TXT), создающие фундамент для «облачных» вычислений.
Корпорация Intel активно участвует в создании группы Open Data Center Alliance, включающей более 70 ведущих предприятий, которые готовы ежегодно инвестировать более $50 миллиардов в развитие ИТ, проводят исследования в сфере «облачных» вычислений или реализуют соответствующие проекты. Задачей альянса является формирование требований к аппаратному и программному обеспечению, которые позволят создавать более открытые «облачные» платформы и серверные решения. Уникальная роль Intel в рамках данного начинания заключается в оказании поддержки компаниям, заинтересованным в предоставлении услуг конечным потребителям, а уже затем - корпоративному рынку.
После мероприятия наш специальный корреспондент взял два коротких интервью у виновников торжества.
Леонид Соколинский рассказал о том, какие задачи считаются на суперкомпьютере. Вот его рассказ:
Леонид Соколинский: «На нашем суперкомпьютере сегодня считается больше 250 задач, примерно треть из них - это расчет практических инженерных задач. Здесь на экранах суперкомпьютера визуализированы некоторые из них, о которых я скажу чуть подробнее.
По заказу московского предприятия «Форт-технологии» мы рассчитываем облегченные бронежилеты, которые продаются, в том числе и за рубеж. Смысл расчета в том, что с его помощью удается рассчитать наиболее уязвимые места и облегчить бронежилет. Ученые ЮУрГУ создали очень сложную модель человеческого тела и с ее помощью изучают процесс попадания пули в бронежилет. С ее помощью расчеты могут предсказать повреждения, которые вызывает пуля, попадающая в бронежилет.
Теперь наши разработчики перешли к следующему этапу построения модели тела - расчету внутренних органов. Через год она будет завершена, и процесс воздействия пули на организм можно будет рассчитывать гораздо полнее и точнее.
Стоимость «натурного» испытания с выстрелом в бронежилет составляет около 500 рублей, а для испытания бронежилета их надо сделать не менее 100. Пока не было возможности расчетов на суперкомпьютере около 50% своей прибыли предприятие тратило на такие натурные испытания. Расчеты с помощью суперкомпьютера экономят не только значительные средства, но и время. Разработка новых моделей бронежилетов ускоряется в 3-6 раз.
Следующая задача, которую мы решаем, это расчет модели платья для трикотажной фабрики. Суперкомпьютер помогает создавать такие выкройки, которые не будут уступать лучшим мировым стандартам.
Задача из совсем другой отрасли - моделирование аварийных ситуаций на крупных предприятиях. На экране вы видите процесс разрыва трубы газопровода и дальнейшие разрушения. Просчитав их заранее, можно подготовиться к возможным последствиям.
Четвертая интересная задача - это расчет водяных и газовых счетчиков нового поколения. Он выполняется по заказу промышленной группы «Нитран». Идея нового счетчика в том, что есть рассекатель и пьезоэлектрический счетчик вихрей, которые возникают на рассекателе. Прелесть устройства в его дешевизне и надежности, но его надо очень точно рассчитать. Без суперкомпьютера его рассчитать практически невозможно. Есть надежда, что в ближайшее время такие счётчики будут использоваться в российском ЖКХ.
THG.ru: Окупается ли у вас суперкомпьютер?
Леонид Соколинский: Пока нет, но я и не думаю, что такие установки должны окупаться. Для работы техники такого уровня просто необходима поддержка государства. В любой развитой западной стране суперкомпьютеры из первой сотни создаются и работают при прямой финансовой поддержке государства. Это мировая тенденция, у нас этот процесс также начался, надеюсь, что он будет развиваться.
Небольшие суперкомпьютеры для коммерческих компаний - другое дело.
Это не значит, что мы не работаем в направлении коммерциализации вычислений: ежегодный прирост коммерческих заказов составляет около 100%. Я связываю этот рост с созданием сети малых предприятий, связанных с нашим университетом. На одной нашей Кафедре системного программирования ЮУрГУ за три года создано пять малых инновационных предприятий. Именно от них и идет большое количество заказов для суперкомпьютера.
Следующее интервью наш корреспондент взял у исполнительного директора РСК «СКИФ» Алексея Шмелева.
THG.ru: Компания РСК «СКИФ» - производитель суперкомпьютеров. Теперь вы начинаете активно работать в образовательной сфере. Чем вызвана такая активность?
Алексей Шмелев: Наша компания всегда стремилась к тому, чтобы делать проекты «под ключ». Согласитесь: мало кому суперкомпьютеры интересны сами по себе, интересны приложения, которые на них работают. Поэтому мы стараемся разрабатывать и поставлять такие решения, которые включают в себя, как аппаратную, так и программную компоненты. Сегодня с удовольствием представляем наше первое детище на этом поприще.
THG.ru: Как я понимаю, ЮУрГУ ваш первый и вероятно любимый клиент. В докладе прозвучали имена двух других заказчиков - Росгидромет и МФТИ. В каком состоянии находятся эти проекты?
Алексей Шмелев: К концу года у них будут наши суперкомпьютеры на несколько десятков терафлоп. Проект для Росгидромета для нас особенно важен, поэтому о нем мы специально расскажем и покажем осенью.
THG.ru: А есть ли еще проекты?
Алексей Шмелев: Разработка каждого проекта на суперкомпьютерном рынке занимает достаточно долгое время. Пока мы работаем еще над двумя проектами, но о них говорить еще рано.
THG.ru: Можно сделать, что суперкомпьютеры востребованы на российском рынке?
Алексей Шмелев: Да, потому что они повышают производительность труда и делают продукцию конкурентоспособной. Важно и то, что у руководства страны есть понимание того, что надо готовить кадры для работы на суперкомпьютерах, поэтому в развитии этого направления заинтересованы и образовательные учреждения.
THG.ru: Из трех ваших проектов два - в образовательных учреждениях. Почему?
Алексей Шмелев: Образовательные учреждения более гибко подходят к покупке такой техники, оперативнее реагируют на современные тенденции, потому что изменение бизнес-процессов на производстве всегда сопряжено с большими рисками. В образовании это сделать проще: более или менее понятно, как изменить подготовку студентов и что это даст в конечном итоге.
THG.ru: Осуществляете ли вы гарантийную поддержу ваших суперкомпьютеров?
Алексей Шмелев: Естественно, есть четко прописанные гарантийные обязательства, которые мы выполняем. Мало того, мы оказываем помощь и поддержку в обучении обслуживающего персонала, чтобы заказчик эксплуатировал наши системы эффективно и правильно.
THG.ru: Суперкомпьютер был введен в строй уже почти год назад. Не было ли каких-то сбоев в его работе за это время?
Алексей Шмелев: Пока ни одного случая гарантийного обращения к нам не было. Были незначительные проблемы с установкой какого-то ПО, но они были быстро разрешены и не относились к нам.
Ранее редакция THG.ru сообщала, что в рамках конференции «Применение гибридных высокопроизводительных вычислительных систем для решения научных и инженерных задач», представители Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского объявили о намерении установить кластер, использующий вычислительные системы на базе графических процессоров nVidia Tesla.
