Высокопроизводительные вычисления в учебном процессе и научных исследованиях

Высокопроизводительные вычисления в учебном процессе и научных исследованиях ректор МГУ академик В. А. Садовничий 11 сентября 2007 г.

МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭТО: 36 ФАКУЛЬТЕТОВ 377 КАФЕДРЫ 15 НАУЧНЫХ ИНСТИТУТОВ 79 ОТДЕЛОВ И СЕКТОРОВ 15 УЧЕБНЫХ И НАУЧНЫХ ЦЕНТРОВ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА 9 млн. томов м. Гу ИЗДАТЕЛЬСТВО И ТИПОГРАФИЯ 4 МУЗЕЯ НАУЧНЫЙ ПАРК БОТАНИЧЕСКИЙ САД .

МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭТО: 5 700 профессоров 20 647 и преподавателей сотрудников 1042 -ПРОФЕССОРА 1700 -ДОЦЕНТОВ более 40 000 учащихся из всех регионов Российской Федерации 4 800 научных сотрудников 2 760 докторов наук 5 640 кандидатов наук 180 около 6 500 иностранных учащихся из 89 стран мира академиков и членов-корреспондентов РАН 120 академиков и членов-корреспондентов отраслевых академий .

Московский университет, 1956 г. ЭВМ “Стрела” – первая отечественная серийная вычислительная машина Производительность: около 2 тыс. оп/с Конструктор Бахилевский (САМ)

Вычислительная машина «М-20» (1961) ЭВМ БЭСМ-4 (1966) Конструктор Лебедев ЭВМ БЭСМ-6 (1968)

Московский университет, 1959 г. ЭВМ “Сетунь” Первый в мире компьютер, основанный на троичной системе счисления Конструктор Брусенцов

Московский университет, 1999 г. 18 млрд. операций в секунду Это уже тоже история – первые высокопроизводительные кластеры в системе образования России

Суперкомпьютерный комплекс МГУ 2 трлн. операций в секунду Кластер SCI, Кластер AQUA, Кластер LEO, Кластер ANT, Кластеры Twin 1 -2 2000 г. , 36 CPUs, 18 млрд. оп/с 2002 г. , 88 CPUs, 82 млрд. оп/с 2003 г. , 32 CPUs, 166 млрд. оп/с 2004 г. , 160 CPUs, 704 млрд. оп/с 2007 г. , 96 CPUs, 1000 млрд. оп/с

Учебные классы высокопроизводительного комплекса МГУ

Суперкомпьютерный комплекс МГУ • 80 групп пользователей комплекса • 11 подразделений МГУ: физфак, химфак, ВМК, мехмат, НИВЦ, НИИЯФ, ФББ, НИИмех, ГАИШ, … • Вузы России и институты РАН • Направления исследований – магнитная гидродинамика, физика высоких энергий, квантовая химия, моделирование климата, компьютерное моделирование лекарств, нанотехнологии и многое другое.

Трехмерные нестационарные задачи магнитной гидродинамики (МГУ-РАН) Исследование генерации магнитного поля в ядре Земли – одним из результатов является объяснение изменений ориентации магнитного поля Земли.

Моделирование климатических изменений (МГУ-РАН) Верхняя картинка – распределение вечной мерзлоты на территории России, нижние – прогноз на будущее при двух сценариях воздействия человека на климат

Комплексы трехмерных экологических и градостроительных задач

Развитие турбулентного потока воздуха между зданиями и прогноз экологических последствий (МГУ-РАН)

Диагностика площадок под строительство, прокладку коммуникаций и дорог (НИВЦ МГУ) Суперкомпьютерная обработка данных электромагнитного и акустического зондирования для определения скрытых полостей и неоднородностей под поверхностью земли.

Медицинские нанотехнологии (НИВЦ МГУ – РАМН) Разработка нового лекарства требует 10 -15 лет и до $500 млн. Действие лекарства: блокировка ингибитором активного центра белка, пораженного болезнью Белок Поиск ингибиторов – ключевой этап разработки. ингибитор Суперкомпьютеры и грид-технологии позволяют ускорить разработку лекарств в несколько раз и удешевить в сотни раз

Открыт новый класс ингибиторов тромбина Заявка на патент: 28 июня 2007 Разработка длилась всего 1, 5 года! ТРОМБИН На рисунке приведено положение одного из новых ингибиторов в активном центре тромбина Активность новых ингибиторов почти на 2 порядка выше, чем у аргатробана – единственного разрешенного к использованию ингибитора тромбина.

Keen. Base - программный комплекс для разработки новых лекарств с использованием гридтехнологий

Развитие грид-технологий (НИИЯФ МГУ) С 2003 года в рамках международного сотрудничества в России создается первая грид -инфраструктура EGEE (Enabling Grids for EScienc. E) для науки и инноваций Сегодня в нее включены более 15 научных центров из разных регионов России: МГУ, РНЦ КИ, ОИЯИ, ИТЭФ РАН, ИПМ РАН, ПИЯФ РАН и другие.

Структура EGEE – европейский проект грид - инфраструктуры (НИИЯФ – МГУ)

Перспективы развития высокопроизводительных вычислений Решение многих важных задач (нанотехнологии новых материалов, водородная и метанольная энергетика, биотехнологии и другие) требует огромных вычислительных мощностей. Строящийся в МГУ суперкомпьютерный комплекс будет иметь производительность: 24 Тфлопс – к концу 2007 года, 60 Тфлопс – в начале 2008 года.