Новый компьютер состоит из шести вычислительных узлов, каждый из которых оснащён двумя процессорами с 38 ядрами и базовой частотой 2,4 ГГц, 512 Гбайт оперативной памяти и накопителем SSD. Для эффективного отвода тепла используется жидкостный хладоноситель без обдува электронных компонентов. Один из вычислительных узлов является GPU-узлом, который оснащён двумя графическими ускорителями и имеет общий объем памяти 80 Гбайт. Гибридная система охлаждения позволяет эффективно использовать ресурсы компьютера.

Исполняющий обязанности директора ИМ СО РАН член-корреспондент РАН Андрей Евгеньевич Миронов подчеркнул, что новый суперкомпьютер поможет значительно повысить эффективность научных исследований и способствовать развитию новых технологий. Кроме того, институт обладает широкими возможностями для проведения исследований в различных областях науки благодаря своему уникальному оборудованию и высококвалифицированному персоналу. «Без сомнения, наличие такого мощного инструмента существенно повысит качество нашей работы и уровень подготовки специалистов в области математики и смежных наук», — прокомментировал Андрей Миронов.

Решение задачи суперкомпьютером происходит следующим образом: пользователь отправляет задачу на сервер управления, где она обрабатывается и разбивается на более мелкие задачи. Затем эти задачи распределяются между процессорами суперкомпьютера, которые выполняют их параллельно. После выполнения задач результаты собираются и отправляются обратно пользователю.

«В конструкции этого суперкомпьютера предусмотрено расширение до 34 узлов вычисления (CPU). Можно установить ещё 28 серверов и увеличить производительность системы и решать ещё более сложные задачи. Также есть возможность расширить воздушное поле: воздушный кондиционер позволяет охлаждать 9 кВт воздушной мощности. В отведенном помещении мы предусмотрели место для установки ещё одной стойки вычислителя», — рассказал директор департамента управления проектами «РСК-технологии» Егор Валерьевич Козлов.

Начальник отдела информационного обеспечения и защиты информации ИМ СО РАН Алексей Валерьевич Батаев добавил, что на средства грантов до 2025 года планируется расширение суперкомпьютера до 234,4 Тфлопс:«С помощью грантов мы можем увеличивать мощность нашего суперкомпьютера до 234,4 Тфлопс. Тогда у нас будет самый мощный суперкомпьютер в Академгородке. Но в ближайшей перспективе планируется установить ещё 12 вычислительных узлов, и добавить ещё один узел с GPU. Это позволит нам в 2024 году увеличить мощность ещё на 89 Тфлопс. Суммарная потребляемая мощность этой машины составит примерно 41 кВт».

По материалам пресс-службы ИМ СО РАН

 

Кластер будет создан на базе Института теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН по программе обновления приборной базы нацпроекта «Наука и университеты». «В институте появилась новая инфраструктурная единица — мы создали в институте серьезный вычислительный кластер, в этом году в рамках обновления приборной базы по нацпроекту мы хорошо оснастили его. Он будет самым крупным в регионе до тех пор, пока не построится суперкомпьютерный центр “Лаврентьев”», — уточнил  Д. Маркович, добавив, что создание кластера обойдется в несколько сотен миллионов рублей.

По словам директора ИТ СО РАН, вычислительный кластер будет решать в том числе задачи новой энергетики, двигателестроения, авиации. Он добавил, что роль математического моделирования растет не только для фундаментальных, но и для практических задач. «Например, при проектировании любой газотурбинной установки или авиационного двигателя на последнем этапе разработки перед запуском в серийное производство необходимый этап — сертификационные испытания. Такие испытания настолько дорогостоящие и длительные по времени, что если часть оптимизационных процессов провести численно, не исключая проектирования, этот подход сделает процесс более динамичным», — пояснил Дмитрий Маркович.

Если смотреть на перспективу, то масштабный суперкомпьютерный центр (СКЦ) «Лаврентьев» в новосибирском Академгородке планируется создать к 2025 году. Суперкомпьютеры помогают решить целый комплекс задач как в фундаментальных исследованиях (работа с массивами данных установок мегасайенс, расшифровка генома и так далее), так и при практических работах (исследования по поиску лекарственных средств и новых соединений, обработка больших объемов данных в персонализированной и превентивной медицине, многое другое).

Задачи СКЦ «Лаврентьев» не будут ограничиваться только наукой и образованием. Руководство центра ищет контакты с индустриальными и промышленными предприятиями, чтобы они могли принять участие в разработке центра уже на этапе его создания. В частности, ранее директор СКЦ «Лаврентьев» кандидат химических наук Алексей Григорьевич Окунев рассказал, что Сибирский НИИ авиации имени С.А.Чаплыгина будет принимать участие в работе центра для решения задач авиационной отрасли. По словам ректора Новосибирского государственного университета академика Михаила Петровича Федорука, важность строительства такого центра обусловлена отставанием российской суперкомпьютерной инфраструктуры. Создание «Лаврентьева» оценивается в 5 млрд рублей.

По материалам ТАСС

Об этом информировал первый заместитель председателя  СО РАН, директор Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН академик РАН Дмитрий Маркович Маркович. «Время ставит свои акценты и корректирует приоритеты. Сейчас наступает новый этап, когда мы всем сообществом в Новосибирске и на федеральном уровне работаем над актуализацией пакета проектов в программе “Академгородок 2.0”. Здесь необходима новая конфигурация с точки зрения как институциализации новосибирского научного центра, так и в плане привлечения соинвесторов — мощных индустриальных партнеров, которые станут потребителями создаваемой научной продукции», — сказал Д. Маркович, уточнив, что корректировка будет проведена в течение ближайших нескольких месяцев.

По словам академика, несколько задач, которые были направлены на масштабное международное сотрудничество, имеет смысл несколько отложить. Основные акценты планируется сделать на технологическом суверенитете страны. Дмитрий Маркович рассказал, что будут предприниматься все усилия для запуска таких флагманских проектов, как создание на базе Новосибирского государственного университета суперкомпьютерного центра  «Лаврентьев» и открытие Междисциплинарного  исследовательского комплекса аэродинамики, машиностроения и энергетики (МИК АМиЭ)—  интеграционного проекта четырех институтов СО РАН: Института теплофизики, Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича, Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева  и Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского. Актуальными являются проекты, направленные на развитие малотоннажной химии, в частности, производства катализаторов, а также на создание основ отечественной микроэлектроники. Заместитель главы СО РАН пояснил, что проекты находятся в высокой степени проработки.

Ранее Д.М. Маркович рассказывал, что в МИК АМиЭ должны войти  уникальные экспериментальные установки: аэродинамические трубы, напорные стенды, а также башня сбрасывания, которая позволяет исследовать процессы в невесомости в земных условиях. Такая установка очень важна для исследований в области космических технологий и для фундаментальных исследований. Потенциальные промышленные партнеры — Росатом, Роскосмос и Ростех — уже проявляют интерес к будущим разработкам этого центра.

По материалам ТАСС

Фото Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири»

Документ предполагает взаимодействие организаций в сфере цифровых технологий, в том числе по вопросам развития совместных проектов по разработке наукоемкого программного обеспечения, исследований в области искусственного интеллекта, высокопроизводительных вычислений, информационной безопасности и т.д.

Стороны намерены также внедрять инновационные проекты в рамках цифровой трансформации, разрабатывать и тестировать решения в области облачных технологий, искусственного интеллекта, кибербезопасноти и многого другого.

«Сбер накопил богатый опыт в области цифровой трансформации, и мы с удовольствием готовы делиться своей экспертизой с партнерами. Мы очень рады подписанию соглашения о взаимодействии с СО РАН — интеллектуальный потенциал, накопленный здесь, сложно переоценить. Уверен, что впереди нас ждет длительное и плодотворное сотрудничество, которое принесет огромную пользу как для банка, так и для Сибирского отделения Российской академии наук», — отметил управляющий Новосибирским отделением ПАО Сбербанк Николай Владимирович Шилов.

Председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон прокомментировал: «В последние пять лет СО РАН последовательно наращивает сотрудничество с индустриальными партнерами. Сбербанк занимает в их ряду особое положение — и как успешный создатель цифровых экосистем, и как оператор супервычислений, организатор big data. Убежден, что взаимодействие академической науки и индустрии информационных систем даст множественные эффекты синергии».

Соб. инф.

Фото Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири»

ЦКП СКИФ отнесен главой СО РАН одновременно к двум стратегиям развития: кроме «Академгородка 2.0» также и к Плану комплексного развития, распространяющемуся на весь Сибирский макрорегион — вместе с другим объектом класса mega science, Национальным гелиогеофизическим комплексом РАН в Прибайкалье. «Это созвездие уникальных научных инструментов, нацеленное на  ликвидацию отставания отечественной науки в области физики солнечно-земных связей с выходом на траекторию опережающего развития в фундаментальных исследованиях и решении крупных прикладных проблем, — подчеркнул председатель СО РАН. — Затраты здесь намного крупнее, чем на СКИФ».

В контексте Академгородка 2.0 глава СО РАН выделил однозначные приоритеты. Кроме ЦКП СКИФ, это комплексное развитие Новосибирского государственного университета (включая физико-математическую школу) и реконструкция его кампуса, городок инновационной молодежи Smart City (название рабочее), суперкомпьютерный  центр  «Лаврентьев» и математический центр. Ряд проектов реализуется в коллаборациях с ведущими научно-технологическими организациями России: бор-нейтронозахватную терапию рака (БНЗТ) институты СО РАН разрабатывают вместе с московским НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина, супер С-тау фабрику (установку для исследования элементарных частиц) — с Российским ядерным центром (РФЯЦ-ВНИИЭФ) в Сарове (Нижегородская область). Глава Сибирского отделения напомнил также о вхождении ФИЦ «Институт цитологии и генетики СОРАН» и ГБНЦ «Вектор» в Научный центр мирового уровня по генетическим технологиям, создаваемый под эгидой Курчатовского института.

Косвенно, но важно. В условиях резкого обострения международной обстановки председатель СО РАН подчеркнул востребованность «научной дипломатии» и сохранения исследовательских коллабораций и контактов, в том числе в орбите Евразийского экономического союза. «Важно поддерживать и при возможности развивать сотрудничество с учеными не только дружественных России стран», — подчеркнул при этом В.Н. Пармон. В заключение он напомнил, что в текущем году отмечается 65-летие Сибирского отделения АН СССР/РАН. «Я надеюсь, что для нас и для всей российской Академии наук этот год станет годом прорыва», — резюмировал председатель СО РАН.

Фото Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири»

 

«ОИЯИ располагает развитой IT-инфраструктурой, в числе ее характеристик — компактность, производительность, экономичность в потреблении энергии и масштабируемость. Основа этой инфраструктуры — суперкомпьютер «Говорун». Он решает задачи, поступающие из всех лабораторий ОИЯИ, в том числе с установки «мегасайенс» — коллайдера NICA. Такие установки можно назвать фабриками по генерации научных данных, ведь они ежедневно производят терабайты информации, которую необходимо собирать, обрабатывать и хранить. На СКИФ мы планируем создать похожий инфраструктурный комплекс, поэтому нам так важен опыт ОИЯИ», — отметил директор ЦКП СКИФ доктор физико-математических наук Евгений Борисович Левичев.

 

В рамках сотрудничества стороны уже разработали технические требования к Центру обработки данных экспериментальных станций ЦКП СКИФ, состоящего из высокопроизводительного вычислителя и системы хранения информации. На этой основе подготовлено техническое задание на ЦОД, которое передано генеральному подрядчику по строительству ЦКП СКИФ — АО «Концерн Титан-2».

 

«В ЛИТ ОИЯИ накоплен большой опыт участия в создании и развитии глобальной компьютерной инфраструктуры для экспериментов на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Используя этот опыт, мы активно развиваем распределенные системы сбора, хранения, обработки, анализа данных для экспериментов на ускорительном комплексе NICA на базе интеграции грид, облаков, суперкомпьютеров, озер данных. Мы готовы поделиться нашим опытом с коллегами из мегапроекта СКИФ в создании и развитии инфраструктуры хранения, обработки и анализа данных для этого проекта, а также ее интеграции в распределенную среду проектов класса мегасайенс», — прокомментировал директор ЛИТ ОИЯИ доктор технических наук Владимир Васильевич Кореньков.

 

Важный аспект работы будущего ЦОД ЦКП СКИФ — организация распределенного хранения и доступа к научным данным с использованием технологии megascience datalake. Специалисты ЦКП СКИФ и ОИЯИ будут вместе работать над созданием такой системы. «Этот подход позволит предоставить доступ к экспериментальным данным широкому кругу заинтересованных пользователей, прежде всего, исследовательскому сообществу. Это один из трендов развития современной науки», — рассказал заместитель директора ЦКП СКИФ по научной работе доктор физико-математических наук Ян Витаутасович Зубавичус.

 

Кроме того, с 2021 года в России формируется Национальная исследовательская компьютерная сеть (НИКС), «Говорун» ОИЯИ уже является ее участником. В дальнейшем к этой сети планируется присоединить все суперкомпьютерные центры страны, в том числе суперкомпьютер ЦКП СКИФ. Таким образом, ученые из разных регионов России смогут эффективно использовать суперкомпьютерные мощности. Специалисты ОИЯИ поделятся с ЦКП СКИФ информацией по шагам, необходимым для включения в НИКС.

 

Также для ЦКП СКИФ актуально направление суперкомпьютерного моделирования: суррогатного, математического, имитационного, статистического. Это станет еще одной темой сотрудничества с ОИЯИ.

 

Кроме того, в планах организаций — создание учебных программ по системному администрированию суперкомпьютерной инфраструктуры. Молодые специалисты ЦКП СКИФ будут проходить стажировки по таким программам в лаборатории информационных технологий ОИЯИ.

 

Пресс-служба ЦКП СКИФ

Ранее Сибирское отделение РАН и руководство Новосибирской области вышли с инициативой объединить НГУ с тремя научными институтами, занимающимися исследованиями в области информационных технологий. Как считает В.Н. Пармон, это позволило бы создать в ускоренном варианте на базе университета суперкомпьютерный центр (СКЦ) «Лаврентьев», без которого у новосибирского Академгородка, по словам академика, нет будущего. Однако позднее члены клуба «1 июля», в который входят академики, члены-корреспонденты и профессора РАН, заявили, что просьба об объединении научно-исследовательских институтов с вузами не была согласована с этими организациями, а также президиумом РАН.

«Мы обязательно это сделаем, таковы нормы нашего законодательства. Академия наук предложила провести заседание президиума СО РАН. Мы подготовим его и проведем, я думаю, в течение месяца, сейчас все готовится. Планируем эту тему обсудить в том числе с привлечением директоров большого числа новосибирских, но и не только новосибирских институтов», — сказал глава Сибирского отделения.

Он пояснил, что при обсуждении будут учтены мнения всех сторон. По словам ученого, отработка формата предлагаемого объединения потребует времени. «Есть действия, которые сначала должны быть сделаны университетом. Сначала вуз должен оформить создание обособленного научного подразделения, ядром которого будет СКЦ “Лаврентьев”. Нужно будет подтверждение возможности его финансирования», — уточнил В.Н. Пармон, добавив, что в Минобрнауки инициатива об объединении вуза и институтов была поддержана при выполнении всех необходимых для объединения нормативных условий.

Масштабный суперкомпьютерный центр «Лаврентьев» в новосибирском Академгородке планируется создать к 2025 году. По словам ректора НГУ академика Михаила Петровича Федорука, важность строительства такого центра обусловлена отставанием российской суперкомпьютерной инфраструктуры от передовых стран. Целесообразность создания СКЦ «Лаврентьев» в Новосибирском университете поддерживают крупнейшие институты Академгородка, включая руководство и ученые советы институтов, затрагиваемых инициативой.

По материалам ТАСС, фото Юлии Поздняковой («Наука в Сибири»)

 

В СМИ появилась информация о письме по этому вопросу в Министерство науки и образования РФ за подписями губернатора Новосибирской области Андрея Александровича Травникова, ректора НГУ академика Михаила Петровича Федорука  и моей, а также о позитивном ответе заместителя главы Минобрнауки Алексея Михайловича Медведева. Информация в целом достоверная, но не полная. В частности, ни в одном сообщении не указано, что под обращением стояли не три, а восемь подписей — еще от директоров пяти крупнейших институтов новосибирского Академгородка, кровно заинтересованных в создании единого мощного узла сбора, обработки, хранения и использования данных. Это ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН», Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН и Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН.

Объединение операторов вычислительных мощностей Новосибирского научного центра — действие сложное, но абсолютно необходимое. Для развития Академгородка и Сибирского отделения в целом нам требуется центр супервычислений мощностью от 10, а лучше от 15 петафлопс. На сегодня имеется три узла, каждый мощностью ниже средней, рассредоточенных по нескольким точкам: НГУ, а также совсем небольшому Институту систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН, Институту вычислительной математики и математической геофизики СО РАН и ФИЦ «Институт вычислительных технологий».  Последний находится в состоянии глубокого коллапса после лихорадивших его административных пертурбаций и конфликтов, сегодня там даже нет легитимного ученого совета. Предыдущие два отнесены Минобром ко второй категории и не могут рассчитывать на дополнительное, развивающее финансирование.

Между тем, уже сегодня начато строительство синхротрона СКИФ, сдвигаются с точки старта некоторые другие проекты программы развития Новосибирского научного центра («Академгородок 2.0). Необходима консолидация и умощнение вычислительных мощностей: не только «железа», но и технического персонала, инфраструктуры, научной составляющей (computer science). Порознь ничего серьезного не получится, и главная причина этого указана выше: не будет предпосылок для ресурсного обеспечения. А речь идет об инвестировании, по разным оценкам, от 6 до 10 миллиардов рублей. Если же рассматривать вариант со слиянием ресурсов и компетенций в проекте СКЦ «Лаврентьев» на базе НГУ, то Минобрнауки уже сегодня дает принципиальное согласие на поддержку проекта в такой конфигурации (естественно, при неукоснительном выполнении всех положенных при реорганизации регламентов и процедур).

Это единственный возможный вариант, и он предварительно проработан. Прошел ряд встреч с участием главы региона и его заместителя Ирины Викторовны Мануйловой, ректора НГУ, руководства СО РАН, директоров крупнейших исследовательских институтов и председателя Объединенного ученого совета СО РАН по информационным и нанотехнологиям академика Юрия Ивановича Шокина. Их мнение было единогласным: суперкомпьютерный центр в сегодняшней ситуации может быть создан только под эгидой и в рамках НГУ.

В последние дни я читал и слышал упреки в некотором волюнтаризме и  несогласованности действий с руководством всей Российской академии наук. На эту тему у меня был разговор с президентом РАН академиком Александром Михайловичем Сергеевым. Я объяснил ему, что наша инициатива — прямое развитие поручения Президента РФ от 18 апреля 2018 года, в котором ответственными за программу развития ННЦ указаны губернатор Новосибирской области, министерство науки и образования РФ и РАН в лице ее регионального отделения — Сибирского. Я напомнил Александру Михайловичу: СКИФ уже начинает строиться, хотя и с задержкой на три года, и его обеспечение вычислительными мощностями должно быть синхронизировано. Точно так же при прямой поддержке Правительства России идет процесс модернизации НГУ, и первоначальная идея суперкомпьютерного центра «СНЦ ВВОД» на базе ФИЦ ИВТ (что там происходит, я уже сказал) трансформировалась в центр супервычислений «СКЦ Лаврентьев» в структуре Новосибирского университета, растущего и крепнущего буквально на глазах.

Тем более несостоятельны попытки представить проект «Лаврентьев» конкурентом наращиванию вычислительного потенциала Томска и Красноярска. СО РАН последовательно выступает за равномерное и рациональное распределение суперкомпьютерных мощностей по территории России и Сибири, мы готовили в федеральный центр конкретные предложения по созданию соответствующих структур в Красноярске, Иркутске, Новосибирске и Томске, причем в последнем случае — на базе не академических институтов, а университетов. Руководство СО РАН принципиально против конкуренции, мы за коллаборацию с целью формирования единого супервычислительного кольца. Новосибирск должен стать наиболее мощным его элементом, поскольку здесь находятся основные потребители данных, будущие и настоящие. Это СКИФ, ФИЦ ИЦиГ СО РАН и другие центры биоинформатики, это ИТПМ СО РАН с его огромными массивами расчетов по аэрогидроинамике, это институты ядерной физики, катализа, теплофизики и так далее.

Первым шагом видится создание обособленного структурного подразделения НГУ. Это прерогатива наблюдательного совета и ректората университета. Затем мы хотели бы действовать в строгом соответствии с регламентами о реорганизации государственных научных учреждений. То есть поэтапно и коллегиально, при участии ученых советов всех уровней, профильного отделения и руководства РАН, коллективов институтов. Поэтому силового решения не будет. Тем более не вижу причин опасаться каких-либо сокращений: напротив, сегодня налицо дефицит кадров, особенно инженерно-технических. Наши вычислительные институты держат в университете кафедры, которые готовят таких специалистов, но их всё равно не хватает. Еще более преждевременны предположения о передаче в НГУ каких-либо зданий и помещений. Конечно, центр супервычислений требует некоторой локализации, но и в НГУ, и в комплексе зданий ранее единого Вычислительного центра на проспекте Лаврентьева есть пространства для установки новых серверов и другого оборудования, для размещения специалистов.

Наш общий принцип — сначала обозначить замысел, собрать вокруг него всех заинтересованных, а уже затем сообща искать пути реализации. Не хочется драматизировать, но без реализации проекта «Лаврентьев» у Академгородка как исследовательского центра нет будущего. Потому что современная наука не просто продуцирует новые знания, но и транслирует их в виде огромных информационных потоков, без обработки которых просто захлебнется. Идея объединения трех вычислительных организаций под эгидой НГУ — для кого-то неожиданная, но своевременная. Другого пути просто нет.

Фото Алескея Диканского (анонс), Андрея Соболевского (в тексте)

Новосибирская область  планирует получить деньги на строительство СКЦ в рамках реализации федеральной адресной инвестиционной программы. По словам Е. Павлова, создание суперкомпьютерного центра «Лаврентьев» займет от 3 до 5 лет с момента выделения бюджетных денег. «Реалистичный и актуальный на данный момент срок строительства суперкомпьютерного центра “Лаврентьев” — 2025 год. В том же году будут начаты первые эксперименты на ЦКП “СКИФ”, таким образом проекты станут органично дополнять друг друга», — дополнили в пресс-службе НГУ.

В настоящий момент ведутся переговоры по выбору оптимального места для размещения суперкомпьютерного центра «Лаврентьев». «Есть участок у НГУ, указанный в первоначальной проектной заявке, но, тем не менее, рассматриваются и другие варианты. Окончательное решение о месте строительства центра будет принято после одобрения итоговой версии проектной заявки», — рассказали в университете.

СКЦ «Лаврентьев» планируется построить в рамках программы «Академгородок 2.0». СКЦ будет обладать нужными мощностями для соответствия запросам заказчиков и выполнения сложных вычислительных задач, в том числе с применением искусственного интеллекта. В СКЦ «Лаврентьев» совместятся мощная подсистема с графическим ускорителем и однородные кластеры с центральными многоядерными процессами. Это позволит решать задачи и машинного обучения, и создания цифровых двойников.

На данный момент единственным в России суперкомпьютером с похожей архитектурой является «Ломоносов-2» в Москве. С учетом заявленных характеристик СКЦ «Лаврентьев» может войти в топ-10 суперкомпьютеров с гибридной архитектурой.

Участниками консорциума «Высокопроизводительные вычисления и технологии искусственного интеллекта» стали НГУ и восемь институтов СО РАН.

По материалам РБК,  фото из архива СО РАН

 

 

На плечах гигантов 

Современные достижения в области искусственного интеллекта и когнитивных технологий иногда способны вызвать легкую оторопь — особенно у человека из ХХ века, который помнит первые шаги в этом направлении. В том числе и в Сибири. Здесь всё начиналось с Вычислительного центра СО АН СССР, где понятие «искусственный интеллект» впервые прозвучало в 1964 году, а самая первая кандидатская диссертация, защищенная Владиславом Леонидовичем Катковым годом позже, была посвящена программной системе КИНО (Координаты ИНфетизимального Оператора), реализующая идеи Льва Васильевича Овсянникова в теории групп. Эти результаты по уровню компьютеризации математического интеллекта остаются актуальными и в наши дни.

Следующая веха — 1965 год, когда два будущих академика, Андрей Петрович Ершов и Гурий Иванович Марчук, сделали совместный доклад по человеко-машинному взаимодействию на международном конгрессе IFIP (International Federation of Information Processes).  Под патронажем А. П. Ершова в его отделе открылась лаборатория искусственного интеллекта, которую возглавил талантливый математик Александр Семенович Нариньяни. Этот коллектив с тем же названием сохранился до сегодняшнего дня под руководством Юрия Александровича Загорулько в Институте систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН. В мае 2021 года отмечается 100 лет со дня рождения академика Николая Николаевича Яненко, который проработал в ВЦ 13 лет, а позже стал директором Института теоретической и прикладной механики, у него есть цикл работ по аналитическим преобразованиям на ЭВМ: это тоже не что иное, как высшее проявление искусственного интеллекта.

На прошедшем в начале апреля заседании Клуба межнаучных контактов прозвучало сразу несколько докладов, посвященных истории и текущему состоянию сибирской школы искусственного интеллекта. Сегодня она развивается в нескольких организациях: упомянутом ИСИ СО РАН, Институте математики им. С.Л. Соболева СО РАН, Институте вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, ФИЦ «Институт вычислительных технологий»,  иркутском Институте динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН.

Сибирская школа информатики, у истоков которой стоял А.П. Ершов, поднявший на щит лозунг «компьютерная грамотность», породила феномен так называемой «Силиконовой тайги» — армию программистов высочайшего уровня, которые работают в огромном количестве IT-компаний. Часть из них входит в отраслевые объединения — такие как ассоциация «СибАкадемСофт» или АНО «Кластер искусственного интеллекта», другие сами по себе являются гигантами вроде Центра Финансовых Технологий, «2ГИС», «Алекты» или «Дата Ист», наконец, действуют сотни малых фирм и самозанятых профессионалов-«айтишников». В области развития систем искусственного интеллекта они решают широчайший круг задач: создают не только новые сервисы, но и автоматизированные промышленные платформы («Торнадо» и ему подобные), цифровых двойников нефтяных и прочих месторождений, системы управления транспортом и летательными аппаратами и его имитаторы, вплоть до тренажеров для космонавтов.  Для экосистемы новосибирского Академгородка особо важно то, что многие коллективы нацелены на автоматизацию обработки и анализа научных данных, будь то тысячи космических снимков или огромные массивы информации с экспериментальных установок. Новые большие проблемы для наукоёмкого программирования в СО РАН ставит мегапроект СКИФ, требующий фактически создания виртуального двойника уникального комплекса.

Со сравнительно недавних пор, лет 6-7, я сам вплотную занимаюсь искусственным интеллектом (хотя первая моя работа, совместная с Н.Н. Яненко, была опубликована в 1984 г.), но в применении к математическому моделированию процессов и явлений, ставшему в наш суперкомпьютерный век третьим путём получения знаний, наряду с теоретическими и экспериментальными исследованиями, как это предсказывалось М.А. Лаврентьевым ещё 60 лет назад. Эта новая производительная сила интегрирует теоретическую и вычислительную математику, решение междисциплинарных прямых и прикладных задач, технологии прикладного программирования.

Мы можем удивляться чудесам интеллектуальных сервисов вроде способного на импровизации киберсобеседника Алисы, но за каждым таким феноменом  стоит длинная цепочка разработок, опирающаяся на фундаментальные подходы к «глубокому обучению» и системам принятия решений на основе обработки огромных объемов данных, невозможных без создания уникального программного обеспечения нового поколения (scientific software), составляющего инструментальное окружение или экосистему и одушевляющего всю мировую суперкомпьютерную сеть с персональными гаджетами и облачными концепциями.

      Наука в цифре

Наряду с искусственным интеллектом и стоящей за ним Computer Science появилась Data Science как отдельное научное направление. Суть в том, что программы не только генерируют численные решения, но и зачастую с этой целью оперируют огромными объемами данных, получаемых человечеством: космических, экономических, медицинских, климатических и так далее. Сказать «оперируют» — значит, представить триллионы действий, подавляющее большинство которых генерирует сама программа. Появилась даже противоестественная тенденция рассматривать Big Data как альтернативу наукоемким вычислениям. В действительности  при всестороннем математическом анализе данных мы неизбежно выходим на уровень Deep Learning — глубокого, или глубинного, обучения машины (точнее, базовых программ) самой себя. Это позволяет строить более-менее адекватные цифровые модели природных либо антропогенных процессов и явлений.

Deep Learning сегодня дополнило качественную теорию дифференциальных уравнений, лежащую в основе любого математического моделирования. В свое время именно математики использовали методы, базирующиеся на этой теории, и открыли ряд физических явлений — таких как солитоны или волны-убийцы. В наши дни  Deep Learning позволяет создавать сложные комплексные модели динамических систем: таких, к примеру, как пандемия, с обработкой гигантских массивов данных разных уровней, от клетки до международных сообщений.

Примером  динамической системы в естественнонаучной сфере является строящийся источник синхротронного излучения  СКИФ, который проектируется одновременно в двух воплощениях — физическом и цифровой модели. Создание установок класса mega science актуализирует проблему наращивания возможностей суперкомпьютеров, способных обрабатывать поступающую с них информацию. Сегодня мы видим невиданный экспоненциальный рост компьютерных мощностей по закону Мура, то есть за очередные 11 лет в 1 000 раз увеличивается производительность как среднего компьютера, так и самого мощного. В 2008 году человечество вступило в эру петафлопсных компьютеров, в прошлом году предполагался выход на уровень экзо-, но, видимо, сказалось замедление глобальных процессов в связи с пандемией. Я уверен, что в 2021-2022 годах появление экзофлопсного суперкомпьютера произойдет, и, скорее всего, в Китае. Это  будут уже сотни миллионов и миллиарды процессоров и вычислительных ядер, новая математика и новое программное обеспечение.

Вместе с суперкомпьютером появляются и суперзадачи, например, комплексного анализа ситуации, которую исследовала Большая Норильская экспедиция СО РАН. Причина катастрофы была точно установлена, ее последствия просчитаны и уточнены, теперь надо идти дальше — строить комплексную систему мониторинга и моделирования сразу нескольких динамических систем. Это, прежде всего, состояние многолетнемермерзлых  грунтов в определенном климатическом контексте с упором на многофазные фильтрационные процессы, напряженно-деформированные состояния и тепловые режимы.

К сожалению, Россия в мировой суперкомьютерной гонке занимает очень скромные позиции. В мировой ТОР-500 мощнейших вычислительных систем входит «Ломоносов», созданный в МГУ еще в начале нулевых годов. В рамках программы «Академгородок 2.0» рассматривается создание двух суперкомпьютерных центров — СНЦ ВВОД и «Лаврентьев». Оба предусматривают уровень порядка 10 петафлопс, аналогично, кстати, вычислительной мощности ядерного центра в Сарове. Это нужно, это востребовано, но уже сегодня далеко от глобального фронтира. Надо четко понимать, что высокопроизводительные вычисления, математическое моделирование и суперкомпьютерная грамотность — это не самоцель, а средство  кардинального ускорения прогресса во всех науках и индустриях, которое уже играет роль лимфатической или нервной системы для различных сфер человеческой деятельности.

Китай, США, Япония наращивают мощности и  темпы, а мы всё больше отстаем. В недавно прозвучавшем послании Федеральному собранию президента России говорилось о необходимости научных и технологически прорывов. Они не представимы без «нового матмоделирования», опирающегося на суперкомпьютеры и супервычисления — направления, которое должно развиваться опережающими темпами не только в столичных городах, но и во всех крупнейших центрах страны, таких как новосибирский Академгородок. Пока же мы, метафорически выражаясь, рискуем не успеть на подножку последнего вагона уходящего экспресса, тогда как должны попасть в первый класс нового Ноева ковчега.

      Искусственный — не значит противоестественный 

На упомянутом заседании Клуба межнаучных контактов академик Юрий Леонидович Ершов сказал: «Я не знаю, что такое искусственный интеллект, но было бы хорошо математикам разобраться в своём хозяйстве и поставить точки над i». Попробую дать своё определение: искусственный интеллект (ИИ) — это совокупность алгоритмических, программных, информационных и аппаратных решений, реализующих задачи логического вывода и систем принятия решений на основе онтологических принципов и когнитивных технологий.

Согласно такому определению любую программу можно определить интеллектуальной, почему бы и нет? Ведь искусственный интеллект, равно как и человеческий, имеет множество качественных степеней развития и специфических различий. Интеллект неандертальца ниже по уровню, чем у современного Homo Sapiens, у маленького ребенка — всё же примитивнее, чем у взрослого, а мышление математика отличается от склада ума гуманитария.  То есть, с одной стороны, я абзацем выше рискнул сформулировать what is искусственный интеллект, а с другой стороны понимаю, что речь идет о множественной сущности, имеющей массу проявлений.

Возьмем то же определение Тьюринга, несколько экстремистское: если, задавая вопросы человеку и «машине», мы не сможем идентифицировать принадлежность ответов, то их интеллектуальные способности равны. Такой подход интригует, как интригует любой тест, но он сужает понятие интеллекта до треугольника «онтологии — семантика — логика» и не учитывает, например, ту же эмоциональную сферу, которая является (и видимо еще надолго) прерогативой человека и высших животных, но никак не роботов.

То есть мы говорим «искусственный интеллект», а не «искусственное сознание», эти понятия нужно четко разделять. IQ можно измерить не только у человека, но и у программы, кибернетической системы. И если трактовать интеллект в узком смысле слова, тогда ИИ на самом деле способен вполне адекватно заменить некоторые наши мыслительные функции. Например, за последние 10 лет я ощущаю настоящий скачок в развитии машинного перевода: перестал, как раньше, писать научные статьи по-английски (хотя владею им свободно, постоянно читаю лекции за рубежом) и перешел на русский. Пишу текст, гугл переводит, я потом правлю, но не очень сильно.

Столь же впечатляющие результаты ИИ показывает в комбинаторных играх, таких как го и шахматы. Кстати, первый международный турнир шахматных программ состоялся в 1974 году на конгрессе IFIP в Стокгольме, тогда в первый (и, увы, в последний) раз победила советская «Каисса». Шахматные программы писали и в нашем Вычислительном центре. Вдохновленный посещением института Михаилом Ботвинником, Владимир Бутенко по этой теме защитил кандидатскую диссертацию, хотя дошел только до миттельшпиля. 

В те же годы прошла бурная дискуссия о том, способна ли программа играть на уровне мастера. Считали, что это нереально, а теперь шахматные программы обыгрывают даже Гарри Каспарова. Который, кстати, предложил как новый вид спорта «Активные шахматы», в котором соревнуются пары «человек+компьютер» — известно же, что все гроссмейстеры, готовясь к соревнованиям, пользуются виртуальными помощниками, используя огромные базы партий по противникам. Однако во время матчей им категорически запрещается пользоваться компьютерами, а Каспаров, напротив, предложил это узаконить. Шахматная федерация не поддержала его, но неофициально Гарри Кимович такой турнир организовал. И оказалось, что чаще побеждает пара не с участием супергроссмейстера или суперпрограммы, а та, где наиболее эффективно налажено человеко-машинное взаимодействие.

Шахматная партия — это обмен решениями. Поскольку большинство систем ИИ нацелено на принятие таковых, то условно каспаровская идея «двух ключей» способна смягчить, а то и полностью снять оппозицию «человек VS ИИ». Сегодня мы пока что наблюдаем в основном обратное — драматизацию взаимоотношений человечества с когнитивными системами и пессимистические прогнозы. В нашумевшем эссе Андрея Курпатова «Четвертая мировая война» проводится мысль о том, что ИИ вытеснит интеллект Homo sapiens, как в свое время сам sapiens вытеснил неандертальца, поскольку был интеллектуальнее. Эта же угроза обозначена в концепт-манифесте проектного семинара программы «Академгородок 2.0».   На упоминавшемся заседании Клуба межнаучных контактов его сопредседатель, лауреат премии «Глобальная энергия» академик Сергей Владимирович Алексеенко высказал предположение о жизнеспособности теории трансгуманизма, согласно которой будет происходить замещение человечества всё более и более киборгизированными созданиями. Мол, проблему бессмертия сменит проблема самоуничтожения, саморастворения человека в мире таких существ.

Я не футуролог и не собираюсь им казаться. Выскажу лишь несколько отрывочных соображений. Во-первых, чем шире область и дальше горизонт любого прогноза, тем меньше его сбываемость. Во-вторых, у каждого технологического прорыва есть порог применимости. В те же 1960-е годы будущее использование атомной энергии виделось тотальным, вплоть до домашнего и коммунального хозяйства, но нет, миниатюризация и диферсификация в этой области не состоялись. Третий момент — экономический: интеллектуальный робот в течение долгих лет будет оставаться дороже человека даже в тех странах, где его жизнь ценится очень высоко.

И наконец, экспериментально (пока только на примере шахмат) доказано, что максимальную эффективность в принятии оптимальных решений дает не человеческий мозг и не искусственный интеллект, а их сочетание. Видимо, развитие систем управления пойдет именно по этому пути — пути комбинирования способностей и компетенций.

Иллюстрации из открытых источников