Проекты XXI века

Масштабы конференции не уменьшаются

С 3 по 7 июля в ОИЯИ работала Международная конференция "Распределенные вычисления и грид-технологии в науке и образовании - GRID'2023".

Конференция объединила специалистов из Азербайджана, Армении, Беларуси, Болгарии, Германии, Грузии, Египта, Ирана, Казахстана, Мексики, Молдовы, Монголии, России, Сербии, Узбекистана, Чехии и ЦЕРН. В Дубне собрались свыше 200 человек, еще около 70 участвовали в мероприятии в интернете. С докладами и постерами выступили сотрудники МГУ, НИЦ "Курчатовский институт", МФТИ, ИСП, ИППИ, ИПМ, ПИЯФ, ИМПБ, ИФВЭ, МИФИ, РУДН, РАНХиГС, Российского квантового центра, Федерального ядерного центра, ОИЯИ, преподаватели и студенты университетов Владивостока, Владикавказа, Волгограда, Воронежа, Дубны, Иркутска, Казани, Москвы, Самары, Санкт-Петербурга, Твери, Тулы. Программа конференции охватывала тематику гетерогенных суперкомпьютеров, квантовую информатику и квантовые вычисления, распределенные компьютерные системы, компьютинг для мегасайенс-проектов, большие данные, машинное обучение и искусственный интеллект, облачные технологии.

Всего на конференции было заслушано 30 пленарных и свыше 135 секционных докладов. В программу GRID'2023 вошли два рабочих совещания. Одно из них было подготовлено совместно ЛИТ и ЛНФ ОИЯИ и Консорциумом МБИР и посвящено вопросу моделирования и создания цифровых двойников для реакторов нового поколения. Второе совещание по вопросам компьютерных вычислений для радиобиологии и медицины провела команда ЛРБ и ЛИТ ОИЯИ совместно с сербскими коллегами. Также были проведены круглые столы по развитию ИТ-образования с участием многочисленных представителей вузов и распределенной инфраструктуре RDIG-M (Russian Data-Intensive Grid Certificate Authority) для обработки, хранения и анализа данных крупных научных проектов России.

- У конференции уже большая история, она всегда собирала много участников - каждый раз до 250 человек, - рассказал научный руководитель ЛИТ В.В.Кореньков перед ее открытием. - В конференциях всегда участвовали предыдущие директора WLCG (грид для LHC), в последней - нынешний директор С.Кампана. К сожалению, не все наши "звезды" смогли сегодня участвовать, в последний момент изменились обстоятельства, но дистанционно выступит Алексей Федоров (Российский квантовый центр), завтра выступит соруководитель проекта WLCG в ЦЕРН Мартин Литмас. На этой конференции мы впервые организовали студенческую секцию, в ней участвуют студенты, которых мы отобрали в Санкт-Петербурге, Владикавказе, Москве, Твери, Туле. Они будут делать научные доклады. Мы стали по-другому работать со студентами, целевым образом привлекаем их к выполнению дипломных работ по нашей тематике, а потом приглашаем сюда работать. Вторая особенность конференции: в ее рамках проводится достаточно много рабочих совещаний и круглых столов - два совещания и два круглых стола, но уже просятся и другие направления. Программа очень насыщенная, много секций, много докладов.

- Рады приветствовать всех вас на десятой юбилейной конференции, - сказал В.В.Кореньков, открывая первое пленарное заседание. - 20 лет назад, в 2003 году, когда в мире началось движение по развитию распределенных вычислений, грид-технологий, были организованы национальные федерации стран для участия в крупных европейских исследовательских проектах. В России была создана RDIG, я пригласил в Дубну ее председателя В.А.Ильина, главного по компьютингу в МГУ В.В.Воеводина и главного по компьютингу в СПбГУ В.И.Золотарева, чтобы обсудить, как нам развиваться в это бурное время. Решили организовать проведение раз в два года такой конференции в ОИЯИ. Аналогичные конференции в мире уже проводились, а в России, к сожалению, кроме нашей, других так и не появилось. В 2020 году конференция не состоялась из-за пандемии, но мы провели ее в следующем году в гибридном формате, посвятив 65-летию ОИЯИ и 55-летию образования ЛИТ.

Тематика все время меняется, расширяется: мы стали больше внимания уделять параллельным вычислениям, а сейчас уже квантовым вычислениям, добавились облачные технологии, гибридные, аналитика больших данных, глубокое машинное обучение и другое. Наша мечта - создать RDIG-M, преобразовав структуру, которая создавалась для LHC, под нужды наших мегасайенс-проектов.

С Объединенным институтом в докладе "ОИЯИ: международный межправительственный научный центр в Дубне. Наука и перспективы" участников конференции познакомил директор Объединенного института Г.В.Трубников. Он отметил, что основная деятельность Института - фундаментальные физические исследования, поиск главных фундаментальных законов, описывающих важнейшие свойства материи, весь наш мир от момента Большого взрыва до сегодняшних дней. В своем докладе Г.В.Трубников остановился на главных задачах каждой лаборатории, базовых установках, перспективных экспериментах. Говоря о ЛИТ, главной гордостью он назвал гетерогенный вычислительный кластер, в который входит суперкомпьютер "Говорун". Задача ближайших лет - повысить его производительность. Квантовый симулятор на суперкомпьютере может моделировать до 36 кубитов квантового компьютера. Увеличивается и облачная инфраструктура Института, в которую входят всё новые центры стран-участниц ОИЯИ. "Я очень рад, что ЛРБ и ЛИТ в радиационных исследованиях в науках о жизни демонстрируют хорошую синергию, - отметил директор. - ЛИТ сейчас создает уникальный продукт - "Цифровой ОИЯИ". В нем уже работают многие сервисы, надеюсь, в следующем году он заработает в полном масштабе".

В своем докладе "Статус и перспективы Многоцелевого информационно-вычислительного комплекса ОИЯИ" научный руководитель ЛИТ В.В.Кореньков напомнил слова директора ЦЕРН Р.Хойера на торжествах по поводу получения Нобелевской премии за открытие бозона Хиггса, когда он назвал грид-технологии одним из трех составляющих любого мегасайенс-проекта, наряду с ускорителем и детекторами. В российский консорциум RDIG (Российский грид для интенсивных операций с данными, был образован в 2003 г. для полномасштабного участия России и ОИЯИ в европейском проекте грид-инфраструктуры EGEE) через несколько лет после его создания входили около 15 российских научных центров, сейчас - только ОИЯИ и "Курчатовский институт" со своими филиалами. Это очень плохо, отметил докладчик. Задача - перейти от RDIG для экспериментов ЦЕРН к RDIG-М для российских мегасайенс-проектов с целью интеграции компьютерных ресурсов различной архитектуры.

Возвращаясь к основной теме своего доклада, В.В.Кореньков отметил, что в ОИЯИ создана мощная гетерогенная, распределенная инфраструктура, ЛИТ активно сотрудничает со всеми лабораториями Института. Рассказал он и о задачах следующей семилетки, среди которых создание ИТ-экосистемы, выход на терабитную скорость передачи данных в сетях, развитие озера данных, собственная подготовка специалистов для решения этих задач. Далее он рассказал о современном состоянии МИВК, перспективах его развития и актуальных задачах, которые необходимо для этого решить.

Не первый раз участвует в конференции профессор И.Б.Семенов (Частное учреждение Госкорпорации Росатом "Проектный центр ITER"):

- Нас объединяет масштаб проектов, коллайдер - большой проект и проект ITER. Проект вступает в завершающую стадию, сейчас идет монтаж, поэлементная, системная пуско-наладка, к сожалению, есть задержки примерно в 3-4 года. Почему мы здесь участвуем - у вас каналы связи и обработки данных уже налажены, а мы сейчас как раз этим занимаемся. Создаем общую внутрироссийскую кооперацию по термоядерным исследованиям с выходом на международный проект ITER. Проект - международный, но все-таки установка ITER и российская установка, там десятая часть наша, а распределение данных, распределение каких-то технических вещей зафиксировано в международном договоре, и ничего не изменилось. Штаб-квартира проекта находится в Кадараше (Франция), а поскольку в нем семь стран-участниц, то в каждой стране есть национальное агентство, подчиняющееся Кадарашу. У нас это подразделение Росатома, которое я и представляю. Россия полностью выполняет свои обязательства, сейчас начали готовить персонал для обслуживания: физиков, инженеров, вакуумщиков, электриков, компьютерщиков.

Когда запланирован запуск с учетом задержки?

- Это же ядерный объект, который должен быть сертифицирован по французским стандартам, поэтому запуск будет в два этапа. Первый неядерный в 2030 году, а ядерный - в 2035-м.

В докладе "Нанобиоинформатика и нанобиоэлектроника, основанная на ДНК" профессор В.Д.Лахно (Институт математических проблем биологии) познакомил участников с новым огромным направлением - биоинформатикой. Если информатика, порожденная компьютерами, появилась в 1950-х, то биоинформатика возникла вместе со стартом проекта по расшифровке генома человека в конце 1980-х. Биоинформатика основана на использовании биологических молекул вместо компьютера, это бурно развивающаяся область, в которой постоянно появляются новые результаты. Объем производимой человечеством информации удваивается каждые два года, и возникает вопрос: как ее хранить, обрабатывать и использовать, если магнитные диски, например, имеют очень маленькую плотность в 1000 Гб/мм², а хранят информацию максимум 30 лет. Решение этой проблемы - в создании памяти на основе ДНК.

- Наша цивилизация пошла по пути полупроводниковой электроники, - поясняет Виктор Дмитриевич для нашего еженедельника. - Были другие возможности. Приведу такое сравнение. В конце позапрошлого века, когда появились автомобили, конкурировали двигатели внутреннего сгорания и электромобили, Форд и Тесла. Хотя на начальном этапе выигрывал электрический, но победил двигатель внутреннего сгорания и до сих пор он выигрывает, при том что электромобили выпускают разные компании. А здесь ситуация еще сложнее. Когда ушла ламповая электроника, появилась полупроводниковая, а биологическая возникла совсем недавно. Кстати, я считаю, очень важно, что я это рассказываю здесь, люди должны понимать ситуацию. Проблема в том, что цивилизация уже вложила в электронику миллиарды, и должно появиться нечто, что гораздо эффективнее, проще, чтобы изменить ситуацию. По тем направлениям, где био­электроника оказывается эффективнее, она себя находит, появились и гибриды. Но электронику она не отменит, как и квантовые компьютеры ничего не отменят. Эти направления будут развиваться очень быстро. Я показал, какие проблемы стоят, они пока не преодолены. Когда в конце прошлого века обнаружили, что ДНК - хороший проводник, все начали кричать, что сейчас отменим полупроводниковую электронику, сделаем биоэлектронику. Под это дело получали очень большие гранты, но потом оказалось, что сделать можно, но получится в 100, в 1000 раз дороже, и бизнес не стал вкладывать сюда деньги. И эта наука стала академической, и она будет такой, пока не произойдет какой-то фундаментальный прорыв. Это тоже интересно, потому что фундаментальная наука хороша тем, что прорыв может произойти в неожиданном месте. Почему нужно рассказывать физикам? Это междисциплинарная область, и прорыва можно ждать не только от тех, кто занимается биологией, а от всего сообщества. Причем интересно, что в каждой стране свои достижения, свои технологии, свои прорывы.

Я вижу большую роль моделирования в этой области, нужно использовать все, что развивается в ЛИТ, развивать суперкомпьютерные технологии, в которых мы сильно отстаем. Вообще, мы живем в уникальное время во всех смыслах и в научном тоже. Науки о жизни - науки XXI века. Да, нас интересует физика Вселенной, но сами себя мы интересуем больше - загадка мозга, например, и мы этим тоже занимаемся. Это атомно-молекулярный уровень моделирования, и мы сотрудничаем в этом деле с Дубной - нам выделяют время на суперкомпьютере.

Продолжение следует.

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ