Суперкомпьютеры в ракетно-космической отрасли

[Старый]

Я привел этот пример только потому что вживую разговаривал с человеком, ответственным за суперэвм в этой лабе. Конечно, у университетской машины цифры загруженности будут похуже, но только потому что там студенты "на кошках" тренируются.

Ну а я то этим вопросом слегка интересовался и поэтому слегка в курсе. И действительно, реальное применение именно в моделировании ядерных взрывов, (ну может быть ещё в отраслях где вопрос решается простым перебором вариантов типа криптографии и игры в шахматы), а все остальные только тренируются на кошечках без видимых результатов.

[bsdv]

Как и все. Получают ~2000 грн. И за умение устанавливать винду это много.

Вот и я о том же, на железо деньги как всегда наскребли - имущество то недвижимое.  
Обучить, загрузить работой и удержать зарплатой спецов - сия задача пока неразрешима.

[Not]

Я привел этот пример только потому что вживую разговаривал с человеком, ответственным за суперэвм в этой лабе. Конечно, у университетской машины цифры загруженности будут похуже, но только потому что там студенты "на кошках" тренируются.

Ну а я то этим вопросом слегка интересовался и поэтому слегка в курсе. И действительно, реальное применение именно в моделировании ядерных взрывов, (ну может быть ещё в отраслях где вопрос решается простым перебором вариантов типа криптографии и игры в шахматы), а все остальные только тренируются на кошечках без видимых результатов.

Lockheed Aerospace used computational fluid dynamics on a supercomputer to develop a computer model of the Advanced Tactical Fighter for the U.S. Air Force. By using this approach, Lockheed was able to display a full-vehicle computer model of the fighter after approximately 5 hours of supercomputer processing time. This approach allowed Lockheed
to reduce the amount of wind-tunnel testing by 80 hours, resulting in savings of about half a million dollars.

Локхид сэкономил 80 часов продувок ATF благодаря численным экспериментам = пол-миллиона долларов экономии.

The Boeing Aircraft Company used a Cray IS-2000 supercomputer to redesign the 17-year old 737-200 aircraft in the early 1980s. Aiming to create a more fuel-efficient plane, Boeing decided to make the body design longer and replace the engines with larger but more efficient models. To determine the appropriate placement of these new engines, Boeing used the supercomputer to simulate a wind-tunnel test. The results of this simulation--which were much more detailed than would have been available from an actual wind-tunnel test--allowed the engineers to solve the engine placement problem and create a more fuel-efficient aircraft.

http://cip.gmu.edu/archive/473_GAOSuperComputersIndustytestimony11pp.pdf

Боинг решил задачу размещения двигателей на крыле 737 с помощью суперэвм.  Вы же не будете отрицать, что B-737 - один из самых тиражируемых самолетов в мире?

Мне в принципе понятны ваши сомнения - СССР практически не использовал суперэвм, но не по причине их ненадобности, а вследствие их отсутствия (КОКОМ не пропускал). Отсюда и соответствующий опыт.

[Гость 22]

Кстати да, сколько? На создание двигателя с нуля в 70-х и на создание его последней версии от 2000 года?

Не знаю, насколько снизилось на самом деле, но о каких сокращениях мечтает Рокетдайн видно из этой картинки:

(из презентации Рокетдайна 2004 года - тогда еще отделения Боинга).

[Dio]

(с облегчением крестясь)
Так вот, похоже, откуда берутся "в два раза" и в "четыре-пять раз" в http://hpc-russia.ru/3.pdf

[Дмитрий В.]

Локхид сэкономил 80 часов продувок ATF благодаря численным экспериментам = пол-миллиона долларов экономии.

Да уж, курам на смех :cry:  Ничего себе экономия при десятках тысяч трубо-часов и затратах на программу за пару сотен миллиардов :roll:

[Not]

Локхид сэкономил 80 часов продувок ATF благодаря численным экспериментам = пол-миллиона долларов экономии.

Да уж, курам на смех :cry:  Ничего себе экономия при десятках тысяч трубо-часов и затратах на программу за пару сотен миллиардов :roll:

Дык отчет 91-го года. С тех пор много воды утекло. Сначала численно рассматривается широкий спектр, потом изготавливают - продувают отдельные наиболее перспективные варианты. Потом опять считают - сравнивают. И так далее.

[zyxman]

Нет смысла продолжать, потому что не было ни закваски элиты, ни полноценной попытки.

Ну с таким подходом: "если результат эксперимента меня не устраивает, то давайте считать его методически плохо подготовленным" мне приходилось сталкиваться.    Природа нам истину не на блюдечке приносит. А вот разглядеть  среди шумов ее сигнал надо  упорство  и мужество иметь.

Ну так в том и дело, что первоначальная концепция была "а давайте попробуем слепить из того что есть", потому что ждать формирования элиты некогда и нужно как-то жить сейчас.
И сей эксперимент доказал, что для хорошего результата необходим хороший исходный материал.

Лично я на данную ситуацию смотрю с двух точек зрения - как гражданина меня конечно коробит (и это я очень мягко выражаюсь, хочется выразиться очень многоэтажно), но как исследователь, я получаю бесценную практическую информацию, и я борюсь с малейшей субъективностью, чтобы не исказить картину.

[АниКей]

http://agora.guru.ru/display.php?conf=pavt2010&page=program&PHPSESSID=03cee25be45a432456029a86d8d2d460

[АниКей]

...
...
...

[АниКей]

[АниКей]

[АниКей]

Что считают суперкомпьютеры сегодня?[/size]
http://ru.intel.com/business/community/index.php?automodule=blog&blogid=24072&showentry=1410
http://ru.intel.com/business/community/index.php?automodule=blog&blogid=24072&showentry=1411
http://agora.guru.ru/display.php?conf=pavt2010&page=item007&PHPSESSID=03cee25be45a432456029a86d8d2d460

[АниКей]

О парадоксах суперкомпьютерного мира, о том, как вроде бы очевидные вещи в данной области оказываются на деле не столь очевидными, шла речь в выступлении заместителя директора НИВЦ МГУ члена-корреспондента РАН Владимира Воеводина. Например, хорошо известно, насколько стремительно за последние 20 лет развиваются возможности компьютеров. А что за это время столь же масштабного сделано в технологиях программирования или в методах решения задач? Здесь никаких революций пока, увы, не происходит. А ведь сегодня мировое суперкомпьютерное сообщество уже активно готовится к машинам экзафлопного масштаба... Вот еще парадокс: в мире суперкомпьютеров от осуждения до триумфа - один шаг. Одним легко спрятаться за причастностью к высоким технологиям, другим - критиковать за неэффективно потраченные деньги налогоплательщиков. И такое противоречие: высокопроизводительные вычисления крайне необходимы отечественной промышленности для производства конкурентоспособной продукции, а отечественный рынок суперкомпьютеров мал, финансовых вливаний почти нет, традиционные рыночные механизмы не работают... Еще один парадокс суперкомпьютерного мира связан с тем, что на большинстве реальных задач суперЭВМ имеют КПД паровоза: посчитать они могут много, но вот реальная отдача при этом оказывается крайне низкой. Этот вопрос "блеска и нищеты" суперкомпьютеров очень важен, подчеркнул Владимир Воеводин, его решение требует учета двух составляющих: эффективность задачи и эффективность использования всего суперкомпьютера потоком задач...

[АниКей]

Нет суперкомпьютера — уходи с рынка.[/size] Интервью Владимира Бетелина  / 16.10.2009
Нанотехнологии Popnano RU/Аналитика/Интервью специалистов/

© Александр Механик

Источник: Эксперт

Академик РАН Владимир Бетелин

Летом этого года состоялось заседание Совета безопасности России, на котором было решено развернуть производство суперкомпьютеров и стимулировать их внедрение в промышленности и науке. Работы по созданию суперкомпьютеров ведутся в мире уже не один десяток лет, особенно интенсивно в США. В России после распада Советского Союза подобные проекты были сосредоточены в основном в институтах РАН, вузах и отдельных отраслевых НИИ. И только летом текущего года руководством страны приняты принципиальные решения о развертывании работ по созданию отечественных суперкомпьютерных технологий в интересах машиностроительных отраслей. Директор Института системных исследований РАН академик РАН Владимир Бетелин, один из главных энтузиастов развития суперкомпьютерных технологий предсказательного моделирования в России, считает, что будущее нашей страны на многие десятилетия в значительной мере зависит от успехов в создании и применении этих технологий в реальном секторе экономики страны.

— Если XIX и первая половина XX века в машиностроении — это время «бумажных» информационных технологий и расчетов по формулам вручную или на простейших вычислителях, то вторая половина XX века — это время компьютерных информационных технологий и решения на ЭВМ сложных инженерных задач в области механики сплошной среды. А сейчас создание конкурентоспособных машиностроительных изделий невозможно без проведения расчетов, учитывающих уже и молекулярное взаимодействие. И эти расчеты нельзя провести без суперкомпьютеров, применение которых обеспечивает также возможность реализации совершенно новых подходов к проектированию в самых разных отраслях машиностроения: энергомашиностроении, атомном машиностроении, авиа— и автостроении и других.

Результат — сокращение сроков создания сложных изделий, сведение к нулю или минимизация стендовых испытаний даже таких сложных изделий, как ядерный реактор или самолет. И соответственно, существенное снижение стоимости разработок. Новые компьютерные технологии моделирования становятся мощным оружием в конкурентной борьбе за самые сложные в технологическом отношении рынки.

Как развивались суперкомпьютерные технологии в других странах?

Конгрессом США еще в 1981м была создана комиссия по проблеме развития высокопроизводительных вычислений, которую возглавил известный математик Питер Лакс. Выводы и рекомендации комиссии были восприняты законодателями и претворялись в жизнь в течение многих лет: в 1984 году было создано агентство высокопроизводительных научных вычислений, в 1991 году издан закон о федеральной поддержке высокопроизводительных вычислений, параллельно создана сеть федеральных суперкомпьютерных центров.

В рамках этих работ была принята военная суперкомпьютерная программа ASCI, которая имела ясную и четкую цель: обеспечение боеспособности ядерных арсеналов США в условиях действия международного договора о запрещении натурных испытаний ядерного оружия. Идея состояла в том, чтобы без испытаний рассчитывать долговременные процессы старения существующих ядерных зарядов, проектировать запасные части к ним и даже новые заряды, подтверждая их работоспособность виртуальными испытаниями на супер-ЭВМ, а не натурными испытаниями. Задача была выполнена не быстро, за 12 лет. При этом приходилось решать множество трудных частных вопросов. Например, в конструкции изделий есть тантал, и требовалось изучить процессы его плавления и застывания при высочайших давлениях и температурах, практически недостижимых в лабораторных условиях. Процесс застывания расплавленного тантала был смоделирован на суперкомпьютере. Использовалась классическая модель уравнений взаимодействия атомов, и выяснилось, что для того чтобы получить адекватную картину, надо рассматривать взаимодействие коллектива из 16 миллионов атомов. Моделирование, которое проводилось на супер-ЭВМ Blue Gene/L с производительностью 360 терафлопс, заняло семь часов и позволило получить требуемый результат — параметры структуры застывшего расплава.

Известны и другие примеры. На суперкомпьютере подобной же рекордной мощности была рассчитана полная трехмерная модель двигателя компании Pratt & Whitney. Этот проект был выполнен Стэнфордским университетом в рамках программы ASCI, в которой законодатели предусмотрели выделение 10 процентов суперкомпьютерных ресурсов на гражданские исследования. Известно о моделировании в лаборатории IBM в Цюрихе взаимодействия двуокиси гафния с другими материалами на атомарном уровне. Именно двуокись гафния является сегодня одним из основных диэлектриков в планарной технологии уровня менее 65 нанометров. Исследовались 50 моделей силикатов гафния, каждая модель — до 600 атомов и 5 тысяч электронов. Вычисления одной модели на суперкомпьютере производительностью 11 терафлопс занимали пять дней. Все исследование потребовало использования суперкомпьютера в течение 250 дней.

Насколько применимы суперкомпьютеры для моделирования сложных технических устройств?

По оценкам западных специалистов, чтобы смоделировать автомобиль как комплексную систему, нужно 100 терафлопс. То есть технически это вполне реально уже сегодня. Например, компания Audi, как недавно сообщили, купила 39терафлопную машину для моделирования столкновений автомобиля с препятствием. А компания BMW вместо постройки аэродинамической трубы для натурных испытаний при разработке нового болида «Формулы-1» закупила суперкомпьютер производительностью 12 терафлопс и программное обеспечение для виртуальных аэродинамических испытаний.

Разумеется, суперкомпьютеры становятся незаменимым орудием не только в промышленности, но и в научных исследованиях. Уже ведется моделирование генома, моделирование химических реакций.

А для моделирования всего самолета, включая аэродинамическое поведение во всех режимах, штатных и аварийных, требуется суперкомпьютер с производительностью 1 миллион терафлопс. Такая производительность, равная 1018 флопс, обозначается 1 экзафлопс. Федеральные программы США, военные и гражданские, предусматривают ввод в эксплуатацию экзафлопных компьютеров в 2018–2020 годах. Накиньте четыре-шесть лет, и вы получите дату, когда в деталях будет смоделирован виртуальный полет. То есть вы все проектируете на компьютере, «летаете» на компьютере, потом делаете образец и подтверждаете на испытаниях то, что уже смоделировали. Для моделирования атомных реакторов требуется тот же самый экзафлопс.[/size]

Как это скажется на конкурентной борьбе на мировых рынках?

Можно быть уверенным, что, как только такое моделирование станет технически и экономически возможным, основные потребители самолетов включат в условия на их поставку предъявление результатов моделирования. И все те, кто не имеет такой модели, будут выдавлены с рынка самолетов. То же верно и для рынка атомных реакторов и других рынков технически сложных изделий.

И это не футурология. К 2025–2030 годам для производителей это станет такой же реальностью, как требование к чистоте выхлопа автомобилей или к уровню шума самолетов, эксплуатируемых в Европе. Производители смогут выполнять эти требования, поскольку уже сейчас есть возможность создания персональных суперкомпьютеров терафлопного класса, и массовое производство таких суперкомпьютеров сделает возможным в ближайшие годы их применение в повседневной практике разработчиков сложных технических изделий.

Вот почему я считаю, что проблема суперкомпьютеров сейчас центральный вопрос поддержания конкурентоспособности страны на рынках высокотехнологической продукции. А пока Россия далеко позади и США, и Европы. Мы более чем на порядок отстаем от США по производительности самого мощного эксплуатируемого в стране суперкомпьютера. На июнь 2009 года — 97 против 1105 терафлопс. На два порядка отстаем по суммарной пиковой производительности: в России — 215 терафлопс, в США — свыше 21 петафлопс. Но самое страшное — мы в 1000 раз отстаем по применению суперкомпьютеров в промышленности. В США сосредоточено порядка 85 процентов мировой мощности суперкомпьютеров, из них половина используется в промышленности. У нас — менее 0,9 процента мировой мощности, из них пять процентов используется в промышленности. Иными словами, в отечественном машиностроении нет ни технических средств, ни методики решения производственных задач, на которые США тратят половину мощности своего суперкомпьютерного парка. [/size]

http://popnano.ru/analit/index.php?task=view&id=910

[АниКей]

Начало совещания с членами Совета Безопасности по вопросам создания и применения суперкомпьютеров.
28 июля 2009 года
Москва, Кремль

Президент посетовал, что на словах многие выступают за применение суперкомпьютеров, однако на деле только единицы осваиваются в новом технологическом пространстве, сообщает ИТАР-ТАСС. "Огромная часть предпринимателей, не говоря уже о чиновниках, вообще не знают, что такое суперкомпьютеры, для них это такая же экзотика, как станки, которые в 20-е годы создавали, чтобы "догнать и перегнать" Америку", - отметил президент. Медведев упрекнул бизнес-структуры в том, что они "не проявляют должной заинтересованности в суперкомпьютерных технологиях".

По данным президента, в России сегодня "только считанные единицы моделей, в частности, только один самолет, обсчитаны на компьютере, то есть существуют в цифровом виде". Все остальные расчеты, по сведениям президента, делаются, как в 20-30-е годы – "на ватмане". Как отметил Медведев, уже через несколько лет такие неоцифрованные модели вряд ли вызовут интерес у покупателей.

[АниКей]

История применения универсальных цифровых вычислительных машин в ядерной и космической программах СССР
http://www.usinfo.ru/sssr73.htm#%D0%93%D0%BE%D0%BD%D0%BA%D0%B0%20%D0%B7%D0%B0%20%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%B1%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%BE%D0%B9

[Старый]

Мне в принципе понятны ваши сомнения - СССР практически не использовал суперэвм, но не по причине их ненадобности, а вследствие их отсутствия (КОКОМ не пропускал). Отсюда и соответствующий опыт.

СССР ладно, но и в США в авиаракетной промышленности не заметно какихто эффектов от применения супер ЭВМ. "Сэкономили время на трубе", "улучшили расположение двигателя", это и всё? Экономили и улучшали и до этого, и результаты были куда зримее.

[АниКей]

"Механетис — профессиональное заболевание тех, кто считает, что решение задачи, постановку которой они не могут даже сформулировать, может быть легко получено, если в их распоряжении будет достаточно мощная ЭВМ" ("Физики продолжают шутить", 1960-е)

http://visual.2000.ru/kolesov/supercom%5Csc_2010_04.htm

[Старый]

Иными словами, в отечественном машиностроении нет ни технических средств, ни методики решения производственных задач, на которые США тратят половину мощности своего суперкомпьютерного парка. [/size]

 А может всё проще? Просто нет отечественного машиностроения?

 Если бы ситуация была такая: "Создаём такое то изделие, оно хорошее, нужное, полезное, даже необходимое, оно мирового уровня, всё для него есть и мы его сделаем, но не хватает одного - вычислительной мощности. Дайте нам вычислительные мощности и выпуск столь нужных отечественных изделий обеспечен!", то я бы понял и с радостью согласился. Но так ли это? Неужели вычислительные мощности это то чего больше всего не хватает нашему машиностроению?