Индикаторы развития мировой экономики. Зачем России суперкомпьютеры?

Уровень технологического развития каждой страны определяется многими факторами, проанализировать которые даже специалисту порой оказывается очень сложно. Но есть простые, доступные каждому, критерии, которые очень точно показывают «Who is who». Один из них – наличие и распространенность в стране суперкомпьютеров.

Слово «суперкомпьютер» известно, наверное, всем. Но мало кто понимает, что это такое на самом деле. Мы об этом далее расскажем.

Но сначала поговорим о другом. Почему суперкомпьютеры являются индикаторами технологического развития той или иной страны? Дело в том, что суперкомпьютер – очень дорогая «игрушка», стоящая несколько десятков миллионов долларов. И это не включая последующие затраты на его эксплуатацию и обслуживание. Поэтому содержать такое чудо техники имеет смысл только в том случае, когда без него нельзя обойтись. А когда нельзя? Тогда, когда экономика страны производит высокотехнологические продукты, разрабатывать которые без использования суперкомпьютеров или просто невозможно, или экономически неэффективно.

Ну, а теперь, к делу. Так что же такое суперкомпьютер? В обыденном понимании этого слова – эта такая «штуковина», которая очень быстро что-то считает. Да, считает, и очень быстро. Но вопрос. За счет чего? А вот тут скрывается очень много интересных вещей, оказывающих кардинальное влияние на развитие суперкомпьютерной индустрии во всем мире, в том числе и в России.

Вот только один факт. За 50 последних лет производительность компьютеров выросла примерно в 700 миллионов раз. А выигрыш в быстродействии (т.е. выполнение одной простейшей арифметической или логической операции) – примерно в тысячу раз. Как такое может быть? Оказывается, за счет принципиального изменения так называемой «архитектуры» компьютеров, самым главным из которых стал принцип параллельной обработки информации и создание соответствующего программного обеспечения. Именно поэтому первые роли в производстве и использовании суперкомпьютеров сейчас начинают занимать новые герои.

Но, сначала, одно маленькое отступление.

Интересно, что советские инженеры и ученые разработали и, что самое главное, реализовали на практике несколько идей, лежащих в основе работы современных суперкомпьютеров, да и всей компьютерной техники. Вот только два примера.

Первый. «Голубой гигант», американская компания IBM, несомненный лидер компьютерной индустрии 60 – 70 годов прошлого века, утверждала, что увеличение числа процессоров в компьютере на величину больше трех, не может привести к росту его быстродействия. А разработки советских ученых А.С. Лебедева и М.А. Карцева не только теоретически опровергли это утверждения американцев. Лебедев и Карцев воплотили свои идеи в компьютерах серии «Эльбрус» и М-10, М-13. Кстати, именно достижения в компьютерной индустрии СССР и их использование в военной технике послужили началом знаменитых соглашений между США и СССР об ограничении систем противоракетной обороны и стратегических вооружений.

Второе. Идея так называемой «конвейерной» обработки машинных команд, придуманной  тем же Лебедевым, и, притом, реализованная им в машинах серии БЭСМ в 60 – 70 годах прошлого века, лежит в основах операционных систем всех компьютеров – от ноутбуков до супермашин.

Но, вернемся к реалиям сегодняшнего дня.

Раз в полгода публикуется так называемый «TOP – 500» суперкомпьютеров мира. Последние года два на первом месте рейтинга находился китайский суперкомпьютер Tianhe-2. Он был произведен на базе комплектующих компании Intel. Но американская администрация в целях национальной безопасности США запретила Intel продавать комплектующие для суперкомпьютеров в Китай. В результате, в этом году в Китае был произведен суперкомпьютер Sunway TaihuLight, занимающий сейчас первую позицию в рейтинге «TOP – 500» и произведенный исключительно из китайских комплектующих. Кстати говоря, в 2016 году Китай впервые обогнал США по количеству суперкомпьютеров, включенных в рейтинг «TOP – 500». Китай – 167 машин, США – 165 машин. Интересно, что 10 лет назад у Китая было только 28 суперкомпьютеров, причем ни один из них не входил в «ТОР – 30».

Про Россию скромно умолчим. Да, мы находимся далеко не на первых позициях. Тем не менее, самый мощный российский суперкомпьютер – «Ломоносов – 2», входит в первую мировую сотню таких машин. И, кстати говоря, он спроектирован и произведен российской же компанией «Т – платформы», правда, на основе процессоров Intel. Но упомянутый выше китайский опыт показывает, что процессоры – не главное. Главное – «архитектура» и связанное с ней программное обеспечение. А с этим у нас все более или менее в порядке. Главное, чтобы спрос был. Кстати, совсем недавно, один из российских суперкомпьютеров был продан в Германию! Ведь можем, когда захотим. Кстати, в России, по примеру китайцев, развернули работы по созданию собственной элементной базы. И можно надеется, что они завершатся успешно.

И возвращаясь к тезису о том, что наличие суперкомпьютеров в той или иной стране является индикатором развития ее экономики. ВВП России более чем в 10 раз меньше ВВП США и Китая. Что в полной мере соответствует числу суперкомпьютеров в России и этих странах.

Так где же используются суперкомпьютеры?

Фармакология и медицина

Суперкомпьютеры используются при создании новых лекарств, что приводит к сокращению времени их разработок и существенному понижению их конечной стоимости. При формировании национальных баз знаний, кардинально повышающих доступность для любого врача понимания особенностей функционирования человеческого организма и возможные последствия тех или иных заболеваний. Ну и, конечно, при диагностике заболеваний.

Наука и технологии

Здесь без этих умных машин вообще никуда. Применение суперкомпьютеров позволяет в несколько раз сократить время и расходы на проектирование и разработку технических устройств – от автомобилей, самолетов, до всем нам доступных гаджетов. Не говоря уже о предсказании природных катаклизмов, исследований природных процессов, например, прогнозирования погоды, понимания устройства Вселенной и микромира.

Последнее может кому-то показаться не актуальным.

По этому поводу приведем одну интересную историю. В середине XIX века великий английский физик Майкл Фарадей в результате блестяще проведенных опытов доказал, что электричество и магнетизм являются проявлением одной субстанции – электромагнитного поля. Его работы вызвали большой резонанс в научной общественности, и он был избран членом Лондонского королевского общества. Когда Фарадея спросили, имеют ли его открытия какое-то практическое значения, ученый печально ответил: «К сожалению, нет».

Так вот. Вся электроэнергия, которая вырабатывается сейчас на Планете, производится на основе законов, открытых Фарадеем. И что бы без них мы делали? Как выглядела бы без электричества наша цивилизация?

Поэтому, когда некоторые люди говорят, что все затраты на так называемую «фундаментальную науку» – пустая трата денег, очень хочется напомнить им изложенную выше историю более чем 150 летней давности.

Коммуникационные технологии

Существование современной цивилизации невозможно представить без коммуникационных технологий. Начиная с интернета и заканчивая системами обработки огромных массивов данных, поступающих из разных источников в органы государственной власти. Всю эту работу могут выполнить только суперкомпьютеры. Поэтому наличие в стране этих «умных машин» во многом определяет эффективность работы всего «государственного организма».

Это, конечно, не все области применения суперкомпьютеров. Но и этого достаточно. Так что можно сказать – «Суперкомпьютерная индустрия России – вперед!».

И в заключение. На заре компьютерной эры советские компьютерщики занимали одни из лидирующих позиций в мире. Подробный разговор об истории расцвета и заката советского компьютеростроения, наверно, тема отдельной публикации. Потому что эта история имеет очень много общего с тем, что происходит в России сейчас. А историю надо знать и уметь извлекать из нее уроки.

Источник: kapital-rus.ru

Комментарии: