Большие вычисления. В НИИ Радио создан центр компетенции Sun Microsystems

ФГУП «НИИ Радио» является системным институтом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации в области создания систем радиосвязи, спутниковых и наземных систем телевизионного звукового вещания и развития радиотехнологий. Институт начал работу в 1949 году, и сейчас в его состав входят 5 научно-технический центров, 8 научно-технических отделов, 2 лаборатории и 4 полигона. Основные задачи НИИ – подготовка научно-технических прогнозов и предложений для разработки основ государственной политики в отрасли, разработка средств и систем радиосвязи, телевизионного и звукового вещания, поддержка мероприятий по государственному надзору за деятельностью в области радиосвязи. Ключевым направлением работы института также является сопровождение конверсии и использования радиочастотного спектра в РФ.

К созданию существующего сейчас вычислительного центра НИИР приступил в 2006 году. Он был организован в рамках определенной задачи – тогда институт стал победителем конкурса Россвязи на разработку частотно-территориального плана цифрового телевизионного и радиовещания, а также плана электромагнитной совместимости с сопредельными государствами. В рамках этого тендера одним из лотов была организация вычислительного комплекса для проведения таких работ. Поэтому НИИР еще до начала конкурса провел предварительное исследование по выбору оборудования и серверного ПО для будущего ВЦ. По данным ict-online.ru, на этом этапе участвовало несколько компаний – помимо «Инфосистем Джет», предложивших вариант на базе Sun Microsystems, который и прошел в финал, это были также «Т-Платформы» и HP. Однако первые отпали по той причине, что предлагали только аппаратную часть, без соответствующего ПО. Что касается HP, то, как показали тесты, комплекс на базе Sun Microsystems оказался более оптимальным выбором с точки зрения эффективности поставленных перед вычислительным центром задач. Стоит отметить, что такие работы, как разработка частотно-территориальных планов, требует достаточно больших вычислительных ресурсов. В частности, когда Международный союз электросвязи проводил аналогичные изыскания, он воспользовался возможностями суперкомпьютера, установленного в ЦЕРНе. Что касается России, то в рамках работы по цифровому вещанию территория страны разбита примерно на 2 тыс. кластеров, которые должны оперативно обсчитываться в зависимости от вносимых изменений, – количество передатчиков может исчисляться десятками тысяч.

Сейчас в состав вычислительного комплекса НИИР входит 56 вычислительных узлов Sun Fire Х4100, 50 вычислительных узлов Sun Blade Х8420 в 5 шасси Sun Blade 8000. Общее количество процессоров составляет 312 процессоров (AMD Opteron) или 624 ядра, оперативная память - 2 Тбайта. Дисковое хранилище (Hitachi Datasystem) позволяет хранить 20 Тбайт. Кроме того, работает также ленточная библиотека на 25 Тбайт. В центре используется коммутатор InfiniBand Voltaire ISR 9288, который обеспечивает передачу сообщений между узлами кластера с низкой задержкой (порядка 4 мкс). Кроме того, используется также сетевое оборудование Brocade и Cisco (пропускная способность ЛВС-центра составляет 1 Гбит/с). В состав ВЦ входят системы управления базами данных (они построены на базе Oracle 10g), обеспечивающие хранение и доступ к данным общим объемом в десятки терабайт. По словам начальника вычислительного центра ФГУП НИИР Бориса Тоботраса, возможности вычислительного кластера позволяют проводить массивно-параллельные вычисления, моделирование процессов различной степени сложности, проектирование и разработку автоматизированных информационных систем, использование ресурсоемких моделей, программ и систем управления базами данных. Аппаратное обеспечение ВЦ дополняется программным, включающим средства для разработки, развертывания, отладки и сопровождения параллельных вычислений. В центре используется две базовых ОС – Solaris и Linux. В качестве системы управления сетью используется ПО Patrol. Персонал вычислительного центра (всего около 15 человек) состоит из системных администраторов (отдел эксплуатации), обеспечивающих бесперебойное функционирование инфраструктуры комплекса, и разработчиков, занимающихся разработкой прикладных программных систем.

Пиковая производительность созданного суперкомпьютера – 3 ТераФЛОПа, что выводит его в первую десятку наиболее производительных центров в России. Общие затраты на создание ВЦ составили около 200 млн рублей (заказчиком и плательщиком выступал НИИР). При этом на само оборудование и ПО ушло в около половины этой суммы, остальное было потрачено на инженерную подготовку помещений для ВЦ, - в частности, перед его установкой были даже укреплены несущие конструкции самого здания НИИР. Вендор предоставил для проекта специальную скидку (не считая того, что «Инфосистемы Джет», как один из старейших и крупнейших партнеров Sun Microsystems, имеют свою цену). Ее величина не разглашается, по оценкам экспертов, указанная сумма может покрыть примерно 35-40 % от рыночной стоимости созданного вычислительного комплекса. В принципе, это стандартный подход к такого рода проектам: например, IBM пошла на такую же скидку при создании центра компетенции по мэйнфреймам при МГТУ им. Н.Э. Баумана (см. новость от 13 сентября 2007 г.).

Планируется, что ВЦ, помимо решения базовой задачи в рамках проекта по цифровому вещанию, будет задействован и по другим направлениям деятельности НИИР, в частности, для анализа электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, анализа ЭМС станций подвижной связи, моделирование антенных систем и систем связи, эффективности использования частотного ресурса на территории Российской Федерации и его конверсии. Напомним, что около 80 % частот в стране сейчас принадлежит военным, и сейчас принят курс на постепенную передачу ряда частот для гражданских целей. Кроме того, как отметил генеральный директор ФГУП НИИР Валерий Бутенко, институт готов рассматривать и варианты по предоставлению услуг на базе центра для сторонних заказчиков. В качестве таковых руководство НИИР видит как отраслевые ведомства и предприятия, так и другие организации, с которыми у НИИР ведется взаимодействие, это, например, Министерство транспорта, Космическое агентство, РАН и т.д. Сейчас с точки зрения процессорного времени ВЦ загружен на треть.

Полученный статус центра компетенции Sun Microsystems по высокопроизводительным вычислениям позволит вендору не только вести совместную работу в этой области с НИИР, который владеет прикладным опытом, но и более активно продвигать свои технологии на рынке (в частности, одно из условий получения такого статуса – допуск к центру в целях демонстрации его возможностей для потенциальных партнеров). Сейчас тематика высокопроизводительных вычислений и создания GRID-систем активно обсуждается в России, кроме того, сейчас создается концепция по развертыванию национальной инфраструктуры высокопроизводительных вычислений – здесь можно вспомнить научную суперкомпьютерную сеть «СКИФ Полигон», формируемую в рамках государственной программы «СКИФ-ГРИД» (см., например, новость от 27 сентября 2007 г.). «В России уже создана хорошая техническая база: существует значительное количество вычислительных центров, широкое распространение получили волоконно-оптические линии связи, развито предоставление большого количества сетевых сервисов, активно используются методы дискретизации, алгоритмизации, распараллеливания и виртуализации вычислений», - сообщили в компании «Инфосистемы Джет». «Поэтому такой ход был для Sun Microsystems необходим как с технической, так и с имиджевой точек зрения, тем более на фоне того, что другие вендоры успели «засветиться» в этом сегменте», - прокомментировал один из наблюдателей рынка.

В числе последних проектов по запуску крупных вычислительных кластеров можно отметить проекты в Институте вычислительной математики Российской академии наук (см. новость от 13 февраля 2008 г.), Научно-исследовательском вычислительном центре МГУ (см. новость дайджеста от 12 декабря 2007 г. и новость дайджеста от 19 марта 2008 г.), Владимирском государственном университете (см. новость дайджеста от 11 апреля 2008 г.). Сама Sun Microsystems также активно работает в образовательной сфере. Из числа анонсированных крупных проектов – поставка в ДГУ (см. новость дайджеста от 10 декабря 2007 г.). Оборудование этого вендора также используется в таких вузах, как Петербургский педагогический университет им. Герцена, Новосибирский ГУ, Томский ГУ и т.д.