Юный техник, 2008 № 12 - Журнал «Юный техник»

Во-вторых, суперкомпьютер позволяет наглядно увидеть те процессы, которые, как казалось еще недавно, моделированию не поддаются. Взять хотя бы процессы, происходящие в камере сгорания. Каково тут распределение температур? Как именно раскаленные газы атакуют лопатки газовой турбины?.. Эти явления описывают сложнейшие уравнения, для решения которых обычному компьютеру потребовались бы годы.

«Проект нынешнего вычислительного комплекса готовился на самом высшем уровне, — сказал руководитель проекта Юрий Зеленков. — Формирование требований к создаваемому суперкомпьютеру и выбор оптимального варианта решения путем тестирования проводились специалистами компании КРОК совместно с сотрудниками ОАО «НПО «Сатурн» в Центре тестирования IBM в Монпелье (Франция)»…

Почти год над проектом работало большое количество квалифицированных специалистов. В итоге был создан высокопроизводительный комплекс-кластер на базе суперкомпьютера IBM System Cluster 1350 с пиковой производительностью 14,3 терафлопа. Основой его стали 4-ядерные процессоры Intel, объединенные высокоскоростной сетью. Всего кластер включает в себя 1344 ядра Intel Хеоn и 1344 GB оперативной памяти.

Работоспособность вычислительного комплекса обеспечивает комплекс, включающий в себя системы бесперебойного электропитания, сверхточного кондиционирования, автоматического газового пожаротушения.

Теперь авиадвигатели НПО «Сатурн» получают путевку в небо при помощи нового суперкомпьютера «АЛ-100».

НПО «Сатурн» и до этого славилось своими изделиями во всем мире. Так, в настоящее время проходят летные испытания три новых двигателя, предназначенных как для гражданской, так и для военной авиации. Совместно с компанией Snecma Safran group (Франция) создан современный турбовентиляторный двигатель SaM 146 для нового российского регионального самолета SSJ, отвечающий самым строгим международным нормам. Уже выполняет испытательные полеты многофункциональный истребитель Су-35 с новыми двигателями 117С. По заказу индийских ВВС создан универсальный газотурбинный двигатель пятого поколения AЛ-55, который по принципам конструирования не имеет аналогов в отечественном авиастроении. И на очереди новые, еще более совершенные конструкции…

К сказанному остается добавить, что в мировой практике многие суперкомпьютеры имеют собственные имена. «АЛ-100» получил свое имя в честь столетия со дня рождения основателя НПО «Сатурн», видного ученого и конструктора Архипа Люльки.

Владимир ЧЕРНОВ

В СПИСКЕ ЛИДЕРОВ

Компьютерные мощности мира стремительно растут день ото дня. Если в конце прошлого века к категории суперкомпьютеров относили вычислительные комплексы, которые имели в своем составе сотню-другую процессоров, то сейчас процессоры считают тысячами, а число операций стали исчислять триллионами.

Более того, в последней, 31-й редакции списка самых мощных вычислителей мира Тор500 указано, что ими уже преодолен петафлопный барьер. А один петафлоп — это, между прочим, 1000 триллионов (или миллион миллиардов, короче — 1015) операций с плавающей запятой в секунду!

Чемпионом стала новая система Roadrunner от IBM, установленная в Лос-Аламосской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Ее быстродействие составляет 1,026 петафлопа — это новый рекорд производительности.

Победитель обошел известный суперкомпьютер IBM BlueGene/L, который установлен в Ливерморской национальной лаборатории и имеет быстродействие 478,2 терафлопа. Среди пятерки лучших — все из США — также новый IBM BlueGene/P (450,3 терафлопа) из Аргоннской национальной лаборатории, новый SunBlade х6420 Ranger (326 терафлопов) из Компьютерного центра Техасского университета и Cray ХТ4 Jaguar (205 терафлопов) из Окриджской национальной лаборатории.

Россия в рейтинге Топ500 представлена девятью системами (в списке 2007 г. было представлено 7 систем) и вместе со Швецией занимает 7-е место в списке стран (9-я позиция в рейтинге стран Топ500 в 2007 г.), располагающих самыми высокопроизводительными компьютерами. При этом все российские системы, вошедшие в список Тор500, построены на двух- и четырехъядерных процессорах Intel: на четырехъядерных процессорах Intel Хеоn серии 5400 (3 кластера), Intel Хеоn серии 5300 (4 кластера), на двухъядерных процессорах Intel Хеоn серии 5100 (1 кластер) и одна система на Intel Itanium 2 серии 9100.

Совокупная пиковая производительность российских систем увеличилась на 57 % по сравнению с показателями 2007 года и составила 215 терафлопов. Тройку лидеров российских суперкомпьютеров возглавляет кластер Научно-исследовательского вычислительного центра Государственного университета имени М.В. Ломоносова (МГУ), созданный в рамках программы СКИФ-ГРИД Союзного государства России и Белоруссии и занимающий 36-ю строку в списке Топ500.

Второй наш суперкомпьютер Межведомственного суперкомпьютерного центра РАН, построенный на основе блейд-серверов HP ProLiant BL460c на базе четырехъядерных процессоров Intel Хеоп 5365, занимает 56-ю строку списка Топ500 и обеспечивает пиковую производительность, равную 45,1 терафлопа. На третьей позиции среди российских систем — кластер Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ).

У ВОИНА НА ВООРУЖЕНИИ

Как заглянуть за горизонт?

В последней трети XX века в разных концах огромного Советского Союза — в казахских степях и на полях Подмосковья, на Кольском полуострове и в Крыму, в Прибалтике и в Закавказье, у Байкала и у Северного Ледовитого океана — выросли громадные железобетонные призмы, вызывающие ассоциации с какими-то фантастическими укреплениями. Понадобились же они вот для чего…

С появлением межконтинентальных баллистических ракет (МБР), способных долететь до любой точки земного шара за 30–40 минут, появилась необходимость узнавать об этих запусках как можно раньше. Подвесить над ракетными шахтами потенциального противника спутники-шпионы? Но, во-первых, такие спутники в случае начала военных действий были бы уничтожены в первую очередь. Во-вторых, большую часть МБР военные стали размещать на ракетовозах, в ракетных поездах и на атомных субмаринах, способных производить пуски из-под воды в любой точке акватории Мирового океана. Уследить за ними просто невозможно.

Планета же наша, как известно, круглая, а потому даже боевые головки МБР, летящие на большой высоте, выходят из-за горизонта, когда до цели им остается лететь не более 5000 км — то есть минут 15–20. И за это короткое время нужно успеть понять, что именно летит, и постараться сбить как можно больше боеголовок противника.

Вот тогда и было принято решение о создании сети загоризонтных радаров дальнего действия. Об этих секретных системах долгое время писать было нельзя, но со временем информация стала доступна.

Чтобы заглянуть за горизонт, ученые и конструкторы воспользовались природным зеркалом — ионосферой. Оно расположено на высоте около 100 км и обладает способностью отражать радиоволны на частотах от 5 до 28 МГц. В этом диапазоне и работают загоризонтные радары.

При этом, как известно, схема работы локатора такова. Он посылает в пространство направленный радиолуч. Часть излучения отражается ионосферой и попадает на цель. Отразившись от нее, радиоволна возвращается назад и улавливается приемной антенной. Очевидно, что лишь очень-очень небольшая часть посланного импульса, пройдя 5000 км, отразившись от полуметрового объекта сложной формы и пройдя еще 5000 км в обратном направлении, попадет на приемную антенну. Значит, передатчик должен быть мощным, а приемник — очень чувствительным. Но как этого добиться? Только ростом размеров антенн!

Хорошо, а отслеживать цели как? Поворачивая антенну? Вариант, подходящий для радиотелескопов и дальней космической связи, в боевых системах неприменим: 65-метровую поворачивающуюся «тарелку», подобную той, что используется для космической связи в районе подмосковных Медвежьих Озер, или 75-метровую в Евпатории вывести из строя проще простого! Кроме того, места для радиотелескопов и радаров ПРО выбираются по совершенно разным критериям. Например, если в первом случае можно поискать, где ветра послабее и снега поменьше, то во втором на выбор влияет уже в первую очередь военная необходимость…

В итоге радиоконструкторам удалось создать неподвижные антенны, луч которых все же позволяет отслеживать быстролетящие объекты. Это ФАР — фазированные антенные решетки. Они состоят из большого количества ненаправленных передающих (или приемных) антенн, сигнал на которые подается (или с них снимается) в определенной временной последовательности. В результате суммарный волновой фронт может быть мгновенно развернут относительно плоскости антенной решетки.