В рамках работы сессии Комитета полномочных представителей (КПП) правительств государств-членов Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) состоялась презентация нового суперкомпьютера, названного в честь директора Лаборатории вычислительной техники и автоматизации ОИЯИ в 1988-1989 гг. Николая Николаевича Говоруна (член-корреспондент Академии наук СССР, профессор, доктор физико-математических наук), с именем которого с 1966 года неразрывно связано развитие информационных технологий в этой международной межправительственной научно-исследовательской организации.

На торжественной церемонии представления нового суперкомпьютера в Лаборатории информационных технологий (ЛИТ) ОИЯИ присутствовали Григорий Трубников, заместитель Министра образования и науки Российской Федерации, и академик Российской академии наук Виктор Матвеев, директор Объединенного института ядерных исследований, а также полномочные представители правительств государств-членов Объединенного института ядерных исследований, представители мэрии Дубны и другие гости из научных и учебных организаций.

Новый суперкомпьютер Объединенного института ядерных исследований — совместный проект Лаборатории теоретической физики (ЛТФ) им. Н.Н. Боголюбова и Лаборатории информационных технологий, поддержанный дирекцией ОИЯИ. Он реализован при участи специалистов группы компаний РСК и корпорации Intel.

Проект нацелен на кардинальное ускорение комплексных теоретических и экспериментальных исследований в области физики элементарных частиц, ядерной физики и физики конденсированных сред, в том числе для реализации ускорительного комплекса NICA, создаваемого на базе ОИЯИ для воссоздания в лабораторных условиях особого состояния вещества, в котором пребывала наша Вселенная в первые мгновения после Большого Взрыва — кварк-глюонную плазму. Реализация мегапроекта NICA начата в 2013 году, ввод в эксплуатацию этого ускорительного комплекса планируется осуществить в 2020 г.

Новый суперкомпьютер ОИЯИ имени Н.Н. Говоруна позволит проводить ресурсоемкие, массивно-параллельные расчеты для решения задач в области решеточной квантовой хромодинамики для исследования свойств адронной материи при высокой плотности энергии и барионного заряда и в присутствии сверхсильных электромагнитных полей, качественно повысить оперативность моделирования динамики столкновений релятивистских тяжелых ионов, предоставить новые возможности для исследования свойств сильно-коррелированных систем в области физики новых материалов, а также разрабатывать и адаптировать программное обеспечение для мегапроекта NICA на новые вычислительные архитектуры, создать передовую программно-аппаратную среду для высокопроизводительных вычислений и моделирования сложных научных задач, а также готовить ИТ-специалистов по всем необходимым направлениям.

«Приятно отменить, что установка и запуск в ЛИТ ОИЯИ нового гетерогенного суперкомпьютера имени Николая Николаевича Говоруна осуществлена в год 60-летнего юбилея с момента начала эксплуатации первой ЭВМ „Урал-1“ в нашем институте в 1958 г. Теперь наши ученые и научно-исследовательские коллективы получили в свое распоряжение мощный и современный инструмент, который позволит кардинальным образом ускорить комплексные теоретические и экспериментальные исследования в области ядерной физики и физики конденсированных сред», — отметил Владимир Кореньков, директор Лаборатории информационных технологий Объединенного института ядерных исследований.

Новый суперкомпьютер ОИЯИ является естественным развитием гетерогенной платформы HybriLIT, обеспечивая существенное повышение ее производительности. Теоретическая пиковая производительность нового мощного вычислительного комплекса оценивается в 1 Пфлопс (петафлопс — квадриллион операций с плавающей запятой в секунду, равен 1000 терафлопс) в одинарной точности или около 500 Тфлопс в двойной точности.

В состав нового суперкомпьютера входит высокоплотное и энергоэффективное решение «РСК Торнадо» на базе серверных технологий Intel с прямым жидкостным охлаждением, разработанное специалистами российской группы компаний РСК. В Объединенном институте ядерных исследований установлены новые универсальные вычислительные шкафы «РСК Торнадо» с рекордной энергетической плотностью и системой прецизионного жидкостного охлаждения, сбалансированной для постоянной работы с высокотемпературным хладоносителем (до +63 °С на входе в вычислительный шкаф). В соответствии с условиями размещения оборудования для ОИЯИ был выбран оптимальный режим работы вычислительного шкафа при постоянной температуре хладоносителя +45 °С на входе в вычислительные узлы (с пиковым значением до +57 °С).

Работа в режиме «горячая вода» для данного решения позволила применить круглогодичный режим free cooling (24×7×365), используя только сухие градирни, работающие при температуре окружающего воздуха до +50 °С, а также полностью избавиться от фреонового контура и чиллеров. В результате среднегодовой показатель PUE системы, отражающий уровень эффективности использования электроэнергии, составляет менее чем 1,06. То есть на охлаждение расходуется менее 6% всего потребляемого электричества, что является выдающимся результатом для HPC-индустрии.

Основу вычислительных узлов составили серверные продукты Intel: 72-ядерные серверные процессоры Intel Xeon Phi 7290, процессоры семейства Intel Xeon Scalable (модели Intel Xeon Gold 6154), платы семейств Intel Server Board S7200AP и Intel Server Board S2600BP, твердотельные накопители семейства Intel SSD DC S3520 с подключением по шине SATA в форм-факторе M.2 и новейшие высокоскоростные твердотельные диски Intel SSD DC P4511 с интерфейсом NVMe емкостью 1 Тб.

Для высокоскоростной передачи данных между вычислительными узлами в составе суперкомпьютерного комплекса ОИЯИ теперь используется передовая технология коммутации Intel Omni-Path, обеспечивающая скорость неблокируемой коммутации до 100 Гбит/c, на основе 48-портовых коммутаторов Intel Omni-Path Edge Switch 100 Series со 100% жидкостным охлаждением, что обеспечивает высокую эффективность работы системы охлаждения в режиме «горячая вода» и наиболее низкую совокупную стоимость владения системой. Применение Intel Omni-Path Architecture позволит удовлетворить не только текущие потребности ресурсоемких приложений пользователей, но и обеспечить необходимый запас пропускной способности сети на будущее.

Высокая доступность, отказоустойчивость и простота использования вычислительных систем, созданных на базе решений РСК для высокопроизводительных вычислений, также обеспечиваются благодаря передовой системе управления и мониторинга на базе ПО «РСК БазИС». Она позволяет осуществлять управление как отдельными узлами, так и всем решением в целом, включая инфраструктурные компоненты. Все элементы комплекса (вычислительные узлы, блоки питания, модули гидрорегулирования и др.) имеют встроенный модуль управления, что обеспечивает широкие возможности для детальной телеметрии и гибкого управления. Конструктив шкафа позволяет заменять вычислительные узлы, блоки питания и гидрорегулирования (при условии применения резервирования) в режиме горячей замены без прерывания работоспособности комплекса. Большинство компонентов системы (таких, как вычислительные узлы, блоки питания, сетевые и инфраструктурные компоненты и т.д.) — это программно-определяемые компоненты, позволяющие существенно упростить и ускорить как начальное развертывание, так и обслуживание, и последующую модернизацию системы. Жидкостное охлаждение всех компонентов обеспечивает длительный срок их службы.

«Мы очень рады, что передовые решения РСК для высокопроизводительных вычислений теперь будут активно использоваться не только для развития российской науки, но и для повышения эффективности и результативности международного научного сотрудничества, примером которого является многолетняя деятельность Объединенного института ядерных исследований», — подчеркнул Александр Московский, генеральный директор группы компаний РСК.

В РСК накоплен уникальный опыт разработки, создания и эксплуатации высокоплотных и энергоэффективных суперкомпьютерных комплексов с жидкостным охлаждением, де-факто компания является мировым технологическим лидером в этой области. Среди ключевых заказчиков РСК — организации высшего образования (ведущие российские университеты) и науки, научно-исследовательские центры, лаборатории и конструкторские бюро. Решения компании, кроме нового проекта в ОИЯИ, установлены и активно используются для моделирования и расчетов широкого спектра научно-исследовательских и реальных промышленных задач в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ), Межведомственном суперкомпьютерном центре Российской Академии Наук (МСЦ РАН), Сибирском суперкомпьютерном центре (ССКЦ) ИВМиМГ СО РАН, Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ), Институте океанологии имени П.П. Ширшова РАН, Московском физико-техническом университете (МФТИ), Росгидромете и у других заказчиков из различных отраслей промышленности и направлений деятельности, таких как авиамоторостроение, энергетика, компьютерная графика, нефтегазовая отрасль и другие.