Новые высокопроизводительные технологии Intel и прогнозирование погоды


14 мая 2003 года состоялась совместная пресс-конференция Intel и Росгидромета, целью которой было объявление достигнутых результатов в процессе их сотрудничества.

Докладчики (слева направо): Кристиан Моралес — Вице-президент корпорации Intel, генеральный управляющий бизнесом Intel в странах Европы, Ближнего Востока и Африки,
Александр Васильевич Фролов — Зам. руководителя Росгидромета,
Роман Менделеевич Вильфанд — Директор ММЦ Москва, директор Гидрометцентра РФ,
Владимир Александрович Анцыпович — Директор ГВЦ Росгидромета

HPC-решения (High Performance Computing solutions — решения в области высокопроизводительных вычислений) используются для решения сложнейших задач, требующих использования огромного количества данных. Рынок этих решений непрерывно развивается, т. к. количество этих задач увеличивается с каждым годом — моделирование ядерных взрывов, криптография, проектирование полупроводниковых приборов, разработка фармацевтических препаратов, разведка нефти и газа, генетика и др. Одни из самых высоких показателей роста применения HPC-решений наблюдаются в биологии, медицине, вирусологии.

О рынке HPC-решений можно также судить по его емкости — по прогнозам аналитической компании IDC в 2003 году она составит 5,3 млрд. долл., а к 2006 — 6,8 млрд. долл.

Такому активному росту, учитывая возможности для экономии средств за счет кластеризации — использования объединенных в сеть серверов или рабочих станций как единой вычислительной системы, отчасти способствует широкое распространение высокопроизводительных процессоров Intel Xeon и Intel Itanium. Другими словами, если в прошлом суперкомпьютеры применялись практически только в специализированных компьютерных центрах, то на сегодняшний день они стали более доступными.

Метеорологи уже давно используют решения в области высокопроизводительных вычислений, т. к. точные прогнозы требуют обработки и анализа большого количества информации, поступающей с разных датчиков.

Существует Всемирная метеорологическая организация (ВМО), в рамках которой между национальными гидрометеорологическими службами разных стран постоянно осуществляется обмен оперативной информацией о результатах наблюдений. Центры ВМО находятся в Вашингтоне, Мельбурне и Москве. Через Мировой метеорологический центр в Москве (ММЦ Москва), включающий Гидрометцентр России, Главный вычислительный центр Росгидромета и ГРМЦ (телекоммуникационный центр Росгидромета), идут потоки глобальной информации о погоде на всей планете. В ММЦ Москва поступают данные с 3000 метеорологических и 2500 гидрологических станций по всей территории Евразии, с 54 полярных станций и 2 спутников. Я думаю можно себе представить какой мощной должна быть система, которая должна обрабатывать такие объемы показаний датчиков, учитывая, что предельное время подготовки прогноза не должно превышать 5 — 10% от его заблаговременности.

По статистическим данным, ежегодный экономический эффект от деятельности российских гидрометеорологических подразделений (предотвращение ущерба от стихийных бедствий, выгода от использования прогнозов в сельском хозяйстве, ТЭК, строительстве и т. д.) исчисляется миллиардами рублей и имеет явную тенденцию к росту: от 1,5 млрд. руб. в 1996 г. до 6,6 млрд. в 2002 г. (в сопоставимых ценах). И этот рост объясняется зачастую точностью и своевременностью прогнозирования опасных погодных явлений, что напрямую зависит от скорости и эффективности компьютерной обработки информации о состоянии атмосферы, океана и вод суши.

На данный момент в ГВЦ Росгидромета в оперативных целях используется система CRAY-YMP, установленная в 1996 году, но сама разработка относится к еще более раннему времени — к восьмидесятым годам…

CRAY-YMP

Разумно предположить, что ее мощностей уже не хватает, и Росгидромет действительно серьезно задумался о техническом перевооружении. Согласно мнениям представителей Гидрометцентра России и ГВЦ Росгидромета, для развития прогностических моделей ММЦ Москва и выведения их на требуемый в современных условиях уровень требуются мощности с суммарной производительностью как минимум 4 терафлопа (1 терафлоп — 13,6 триллиона вычислений в секунду), для регионов — 0,5 терафлоп.

Совместный проект Intel и Росгидромета состоит в том, что на базе Intel Itanium 2 был создан экспериментальный кластерный стенд для отработки технологий распараллеливания оперативных схем под вычислительные средства следующего поколения. Россия первой в мире начинает использовать новые высокопроизводительные технологии Intel для прогнозирования погоды.

Экспериментальный стенд на базе процессоров Intel Itanium 2, мощности которого достаточно для удовлетворения потребностей целого региона

Этот проект дал возможность проверить систему на реальных задачах. По оценкам специалистов Гидрометцентра России и ГВЦ Росгидромета результатов продолжавшихся около года исследований, использование серверов на базе процессора Intel Itanium 2 с учетом их возможности кластеризации способно осуществить переворот в оперативных технологиях выпуска прогнозов территориального и регионального уровней. Новые возможности позволят «передвинуть» вычисления на уровень субъектов федерации, позволят учитывать особенности регионов с большей точностью, откроют перспективы для научных исследований, обеспечат появление новых методов прогнозирования погоды.

В ходе исследований был проведен ряд тестов, которые показали, что расчет одной и той же модели на CRAY-YMP при использовании 8 векторных процессоров требует 40 минут, тогда как аналогичный расчет на 2-процессорном сервере на базе Intel Itanium 2 занимает всего 8 минут. Таким образом, появились запасы времени оперативного счета, которые можно будет использовать на усложнение модели и более точное прогнозирование.

В руках Владимира Александровича Анцыповича процессор Intel Itanium 2

Представители Гидрометцентра России и ГВЦ Росгидромета считают, что эффект от внедрения серверных систем на базе Intel Itanium 2 может сравниться по своему значению с эффектом, достигнутым ранее от оснащения гидрометслужбы персональными компьютерами. В частности, внедрение подобных серверов позволит в значительной мере улучшить качественные характеристики прогнозов, расширить номенклатуру прогнозов, повысить оперативность подготовки и представления потребителям прогностической информации.

В пресс-конференции принял участие Кристиан Моралес — Вице-президент корпорации Intel, генеральный управляющий бизнесом Intel в странах Европы, Ближнего Востока и Африки.

Кристиан Моралес и Александр Васильевич Фролов

В своем выступлении Кристиан Моралес остановился на вкладе корпорации Intel в развитие высокопроизводительных вычислений. Вот некоторые упоминавшиеся в докладе положения:

  • Долгосрочные планы по развитию 32- и 64-разрядных архитектур,
  • Высокое качество и обширное тестирование,
  • Услуги по поддержке,
  • Возможность объединения решений на базе высокопроизводительных вычислительных систем в стеки для различных платформ и ОС,
  • Предоставление программных и аппаратных компонентов,
  • Лидерство и инновации в области технологий,
  • Инвестиции в размере 20 млрд. долл. в исследования и разработки, а также кап. затраты,
  • Разработка вертикально и горизонтально масштабируемых решений.

Было отмечено также значительное процентное увеличение доли кластеров на базе архитектуры Intel в рейтингах Top500 — от 0,5% до 11%. На сегодняшний момент в Top500 числятся уже 56 суперкомпьютеров на базе Intel (по сравнению с тремя на 1999 год).

В ближайшие десятилетия Intel планирует представить 15 новых продуктов на базе 32- и 64-разрядных архитектур. Что же касается самого ближайшего будущего, то в 2003 году (в ближайшие несколько месяцев) появится Madison/Deerfield (6 МБ / 3 МБ кэш-памяти L3, 0,13-мкм процесс), а в 2004 — Montecito (90-нм процесс).

Подводя итог, хотелось бы отметить, что серверные системы на базе Intel Itanium 2 могут стать хорошим решением для регионов, но пока это только проект, осуществится ли он — покажет время. Гидрометцентр России будет рассматривать и другие альтернативы. Например, сейчас также тестируется решение от Sun.

SUN

Есть и другие предложения. Так что окончательный выбор, вероятно, будет сделан в следующем году, когда возможно будет объявлен общий тендер.






Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.