В частности, проект ASCI Grid, объединяющий три самых мощных суперкомпьютера программы ASCI, предназначен в первую очередь для обеспечения интегрированной вычислительной мощностью расчетов, необходимых при решении задач совершенствования и поддержки боевого ресурса ядерных зарядов без проведения натурных испытаний (ядерных взрывов).

Под руководством Пенсильванского университета на базе ГРИД-технологии создан Национальный цифровой центр маммографии с объемом хранимых данных 5.6 петабайт (5.6 1015), что позволяет тысячам больниц и госпиталей хранить маммограммы в цифровой форме, а медицинским специалистам получать практически мгновенный доступ к записям пациентов.

В компании Sun Microsystems находится в эксплуатации собственная ГРИД-сеть, включающая 6000 процессоров и 210 терабайт данных, которая ежедневно обсчитывает более 50 000 задач электронного проектирования.

В 2004 году в США объявлена президентская стратегическая ГРИД программа (Strategic Grid Computing Initiative), основной целью которой является создание единого национального пространства высокопроизводительных вычислений (National High Performance Computing Environment). Американские эксперты оценивают бюджетные инвестиции в создание высокопроизводительных компьютерных сетей как стратегический вклад государства в ускоренное развитие своего научно-технического, промышленного и оборонного потенциала.

Самым последним подтверждением значимости развития ГРИД-технологий на базе суперкомпьютерных систем явилось принятие 30 ноября 2004 года Сенатом США закона 108-423 о создании при Министерстве энергетики Центра высокопроизводительных вычислительных систем (High-End Software Development Center) с бюджетным финансированием на период 2005-2007 годы в объеме 165 млн. долларов.

Основными задачами этого Центра являются:

-  проведение исследований и перспективных разработок математического обеспечения для высокопроизводительных вычислительных систем Министерства энергетики США;

-  развитие и внедрение результатов разработки матобеспечения для высокопроизводительных вычислительных систем в перспективные прикладные научные и инженерные проекты, реализуемые Министерством энергетики.

По положению закона этот Центр должен координировать свои усилия в области разработки математического обеспечения для высокопроизводительных вычислительных систем с другими федеральными агентствами и ведомствами США, такими как: Национальный научный фонд; Агентство перспективных оборонных исследований и проектов; Национальная администрация ядерной безопасности; Агентство национальной безопасности; Национальное агентство по авиации и космонавтике; Национальная администрация по исследованию мирового океана и атмосферы; Национальный институт стандартов и технологий; Агентство по охране окружающей среды; Национальные институты здравоохранения, что, в целом и, по сути, показывает масштабы развернутых в США работ по созданию высокопроизводительных вычислительных систем и разработки ГРИД-технологий.

ГРИД-технологии также планируется широко использовать как одно из главных (системообразующих) средств в борьбе с современными вызовами и угрозами. Так, например, ГРИД-технологии планируется применять в системах идентификации личности по биометрическим параметрам, которые будут включать в себя базы биометрических данных и аппаратные средства снятия и обработки биометрической информации в реальном масштабе времени на базе высокопроизводительных гетерогенных распределенных ГРИД-систем. Эти проекты осуществляются для контроля за перемещениями иностранцев через границы США и стран Западной Европы, а также для сбора биометрической информации на всех «подозрительных» граждан этих стран и стран, входящих в список так называемой «оси зла», что обуславливается, в первую очередь, необходимостью противостояния мировому терроризму и необходимостью борьбы с криминальным оборотом наркотиков и распространением оружия.

В Китае с 2000 года ведутся работы по освоению ГРИД-технологий и к настоящему времени в единую сеть высокопроизводительных вычислений объединены основные научно-производственные центры страны, расположенные в четырех провинциях.

В 2005 году между Китаем и Европейским Союзом начались переговоры по созданию евро-китайской ГРИД-системы, основными целями которой является объединение европейской и китайской ГРИД-систем для обмена научными данными и использования объединенных вычислительных мощностей в интересах развития науки, промышленности каждой из сторон, развития приложений, обучения и привлечения новых групп исследователей к использованию высокопроизводительных вычислений.

В Российской Федерации в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН проводятся пока только поисковые исследования в области ГРИД-технологий, результаты которых могут быть использованы при реализации программы «СКИФ-ГРИД».

Главной целью программы «СКИФ-ГРИД» является освоение и адаптация передовых наукоемких технологий на перспективных суперкомпьютерных платформах, оптимизация суперкомпьютерных конфигураций семейства «СКИФ», ориентированных на построение на их основе ГРИД-компьютерных сетей, т. е. создание новой технологической базы для обеспечения динамики роста экономического и оборонного потенциала России и Беларуси.

Проведение целевой научно-технической программы «СКИФ-ГРИД» в области высокопроизводительных вычислений, безусловно, станет также катализатором роста в отрасли наукоёмких программных продуктов и услуг для суперкомпьютерных приложений, в том числе и условием выхода с ними на мировой рынок.

Высокопроизводительные вычисления являются одной из ключевых технологий, необходимых для развития наукоемких технологий. Помимо создания собственно высокопроизводительных вычислительных средств (суперкомпьютеров) России и Беларуси необходимо также развитие целого ряда смежных областей науки и техники, связанных с решением конкретных научно-технических проблем, таких как ядерная и водородная энергетика, генная инженерия, перспективное материаловедение, нанотехнологии, гидрометеорология, биоинформатика, молекулярное моделирование, геоинформатика и другие.

Концептуально Программа представляется четырьмя взаимоувязанными стратегическими направлениями.

1.  Развитие высокопроизводительных вычислений на основе ГРИД-технологий, обладающих достаточной универсальностью для объединения разнородных, географически разделённых вычислительных установок в единый комплекс;

2.  Создание перспективных суперкомпьютерных платформ и конфигураций следующего поколения, ориентированных на использование в ГРИД-системах и основанных на новых технологиях взаимодействия узлов (интерконнект) и управления узлами и кластерами, на использование гибридных узлов, различного набора реконфигурируемых и специализированных вычислителей;

3.  Обеспечение информационной безопасности создаваемых распределенных ГРИД-вычислительных сред с учетом взаимодействия их компонент по открытым (общедоступным) коммуникационным сетям (идентификация и аутентификация, управление доступом, мониторинг и аудит, контроль целостности, защищенные режимы передачи данных по открытым каналам связи), а также создание средств защиты суперкомпьютерных установок от побочных электромагнитных излучений и наводок, обеспечение критических узлов технологическими решениями для поддержки требований безопасности на аппаратном уровне;

4.  Научно-исследовательские работы по перспективным областям применения создаваемых вычислительных установок, в том числе разработка пилотных образцов различных систем.

Научно-технический задел. В программе «СКИФ-ГРИД» предполагается использовать научно-технический задел, полученный в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Разработка фундаментальных основ создания научной распределенной информационно-вычислительной среды на основе технологий ГРИД», в том числе — результаты и по выполняемому в рамках данной программы проекту «Функционально-ориентированные T-суперструктуры как эффективное средство для построения высокопроизводительных распределённых приложений и сервисов» (исполнитель — Институт программных систем Российской академии наук).

К научно-техническому заделу следует отнести также результаты пилотных работ в области высокопроизводительных вычислений и географически-распределённых мета-кластерных установок:

-  разработка и изготовление 16 опытных образцов высокопроизводительных вычислительных систем семейства «СКИФ» (Ряд 1 и Ряд 2) широкого спектра производительностей: от десятка миллиардов операций в секунду и заканчивая суперкомпьютером «СКИФ К-1000» с производительностью более 2,5 триллионов операций в секунду;

-  разработка системного программного обеспечения для высокопроизводительных систем семейства «СКИФ» (Ряд 1 и Ряд 2), в том числе: стандартные средства поддержки параллельных вычислений, оригинальная среда собственной разработки (Т-система) для организации параллельных вычислений, средства мониторинга и управления, ряд инструментальных средств и прикладных систем;

-  адаптация разработанных средств поддержки параллельных вычислений для использования в географически распределенных вычислительных комплексах — мета-кластерах.

Социально-экономическая эффективность программы «СКИФ-ГРИД» определяется:

-  повышением престижа научно-технических разработок России и Беларуси, ориентацией потенциальных российских и белорусских потребителей высокотехнологичной продукции на союзные разработки в области высокопроизводительных вычислений;

-  снижением зависимости от поставок импортных комплектующих и готовых высокопроизводительных вычислительных систем, защитой от последствий ограничительных мер (Вассенаарское соглашение);

-  обеспечением частичного импортозамещения компонентов создаваемых суперкомпьютерных установок;

-  снижением рисков в сфере информационной безопасности, имеющихся при использовании импортных аппаратных и программных средств высокопроизводительных вычислений;

-  более эффективным использованием созданных и создаваемых вычислительных ресурсов (включая ресурсы по распределенной обработке и хранению информации) за счет применения ГРИД-технологий — посредством интеграции мощностей в единую систему, использованием естественных (часовые пояса) неравномерностей в нагрузке и возможности перераспределения нагрузки в ГРИД-системе;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8