Что считает суперкомпьютер МГУ?

Суперкомпьютерный комплекс Московского университета является самым мощным в России и одним из самых мощных в мире. Основу комплекса составляют суперкомпьютеры «Ломоносов-2» и «Ломоносов». На них работают порядка 2500 пользователей из 20 подразделений университета. Ежедневно в суперкомпьютеры МГУ выполняют около 1000 вычислительно сложных задач.

Ведущий научный сотрудник научно-исследовательского центра МГУ и системный администратор суперкомпьютера «Ломоносов-2» Сергей Жуматий рассказал о том, как сегодня живет суперкомпьютер МГУ, и как он помогает в поисках лекарства от коронавирус же прямого действия.

Суперкомпьютеры выполняют одновременно много разных вычислений: ищут лекарство от ковида, просчитывают течения и изменение климата. Как осуществляется сегментация задач, каждое вычисление происходит изолированно в рамках программы?

Для этих целей на суперкомпьютерах используются менеджеры ресурсов. На «Ломоносов-2» как и на многих других используется SLURM. Такие менеджеры ресурсов отслеживают, какие вычислительные узлы свободны, а какие заняты. Они выделяют необходимое число свободных узлов для каждой задачи. Все задачи организуются в очередь и ждут, пока освободятся необходимы ресурсы. Загруженность «Ломоносов-2» такая, что в среднем задача ждёт около 20 часов в очереди.

Кто пишет код для вычислений? И есть ли у Суперкомпьютеров ПО? На каком языке или многих языках программирования работает «Ломоносов»?

Все суперкомпьютеры являются параллельными, любая вычислительная задача тоже параллельная – она должна использовать сразу множество процессоров на множестве вычислительных узлов (серверов). Можно сказать, что каждая такая задача – это несколько (десятки, сотни, тысячи и более) экземпляров одной программы (их называют процессы), работающих одновременно, и обменивающихся данными.

Например, типичный расчёт физических свойств какой-то модели делается так: модель разбивается на множество небольших фрагментов (сетку), и каждый набор этих фрагментов обсчитывает свой процесс. Так как свойства фрагмента
зависят от его «оседей», то процессы регулярно обмениваются данными друг с другом.

Чтобы такие программы можно было писать, для языков Си и Фортран создан стандарт MPI (Message Passing Interface), с его помощью пишется большинство программ для суперкомпьютеров сегодня. Но, конечно, есть и некоторые альтернативы. Код часто пишут сами пользователи (исследователи), но для многих задач используются готовые программные пакеты – большинство из них доступны в виде open source продуктов и разрабатываются учёными.

Какой результат должен выдать «Ломоносов» при вычислении лекарства от коронавируса? Примерную последовательность молекул? Решали ли раньше подобные задачи на суперкомпьютерах и в частности на Ломоносове? Заняты ли суперкомпьютеры изучением онкологии или поиска лекарства от СПИДа?

Это очень широкая область. Но если кратко, то обычно ищется химическое соединение, которое обладает каким-то свойством, с помощью которого планирует бороться с болезнью – блокирование активности какого-то белка, изменение свойств части вируса и т.п. На «Ломоносов-2» и его предшественниках «Ломоносов» и «Чебышёв» такие исследования велись очень давно и многие из них находят применение в виде прототипов лекарств. Ведь мало найти нужное вещество, его нужно ещё научиться синтезировать с нужной чистотой, провести тестирование на токсичность и побочные эффекты, слепое тестирование и т.п. Обычно от расчёта до нового лекарства проходит около 10 лет.

У химиков есть технология предсказания свойств молекул, задействована ли она в этих вычислениях?

Таких технологий несколько, они имеют разную точность и разные требования по времени расчётов, и все они, так или иначе, применяются на «Ломоносов-2» разными группами исследователей.

Кто-нибудь следит за работой «Ломоносова» в праздники и на выходных? На что похожа подобная «вахта», как это происходит?

Ночью и на выходных в зале «Ломоносов-2» никого нет, но работает автоматика, а также наши инженеры и администраторы удалённо отслеживают состояние суперкомпьютера. В случае возникновения проблем, если это что-то очень важное, мы получаем оповещения через sms, если же это не столь срочное оповещение получаем с помощью мессенджеров и email. При необходимости приходится срочно приезжать, чтобы исправить что-то на месте, но такое бывает крайне редко, большинство операций выполняется удалённо. Днём в машинном зале работают инженеры, они выполняют те действия, которые необходимо выполнять на месте – замена, тестирование оборудования и подобные задачи.

Источник: m.vk.com

Комментарии: