ПОСТАНОВЛЕНИЕ n 29 Совета Министров Союзного государства"О ПРОДЛЕНИИ НА 2004 ГОД ПРОГРАММЫ СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА "РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ СЕМЕЙСТВА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ (СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ) И СОЗДАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ИХ ОСНОВЕ"(Вместе с "ПАСПОРТОМ...")(Принято 29.12.2003)

СОВЕТ МИНИСТРОВ СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА
ПОСТАНОВЛЕНИЕ N 29
О ПРОДЛЕНИИ НА 2004 ГОД ПРОГРАММЫ СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА
"РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ СЕМЕЙСТВА
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ
АРХИТЕКТУРОЙ (СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ) И СОЗДАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ
ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА ИХ ОСНОВЕ"
(29 декабря 2003 года)
Совет Министров Союзного государства постановляет:
1. Согласиться с предложением Национальной академии наук Беларуси и Министерства промышленности, науки и технологий Российской Федерации о продлении на 2004 год срока реализации Программы Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе" (далее - Программа) без изменения общего объема бюджетных затрат на реализацию Программы.
2. Внести изменения и дополнения в Программу Союзного государства "Разработка и освоение в серийном производстве семейства высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (суперкомпьютеров) и создание прикладных программно-аппаратных комплексов на их основе", утвержденную Постановлением Исполнительного Комитета Союза Беларуси и России от 22 ноября 1999 г. N 43, изложив ее в новой редакции.
3. Определить Национальную академию наук Беларуси государственным заказчиком-координатором, а Министерство промышленности, науки и технологий Российской Федерации - государственным заказчиком Программы.
4. Настоящее Постановление вступает в силу со дня его подписания.
Председатель
Совета Министров
Союзного государства
М.КАСЬЯНОВ



Утверждена
Постановлением
Совета Министров
Союзного государства
от 29 декабря 2003 г. N 29
ПРОГРАММА
СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА "РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ В
СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ СЕМЕЙСТВА ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ
(СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ) И СОЗДАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ
ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ
НА ИХ ОСНОВЕ"
(редакция 2003 г.)
(Уточненная редакция выполняющейся
в 2000 - 2003 годах одноименной Программы,
утвержденной Постановлением Исполнительного
Комитета Союза Беларуси и России
от 22 ноября 1999 г. N 43)
1. Актуальность проблемы
В современном обществе высокие информационные технологии стали фундаментальной инфраструктурой, подобно энергетике, дорожным коммуникациям и другим жизненно важным для экономики государства системам. В последнее десятилетие в мире наблюдается лавинообразное увеличение объема информации - каждые три - четыре года он удваивается. Синхронно с этим процессом в ряде областей науки, техники и управления народно-хозяйственным комплексом появляется все больше задач, требующих для своего эффективного решения принципиально новых технологий обработки данных с предельно достижимыми значениями быстродействия средств вычислительной техники. В связи с этим в настоящее время в мире наблюдается своеобразный бум в области стратегически важного направления по созданию высокопроизводительных вычислительных систем с параллельной архитектурой (ВВСПА) или суперкомпьютеров.
Обладание все большими вычислительными мощностями имеет стратегическое значение для развитых государств, сравнимое со значением ракетно-ядерного потенциала. В связи с этим, среди ведущих промышленных стран идет острое соперничество за обладание все более совершенными и сверхпроизводительными компьютерными технологиями, как важным стратегическим ресурсом обеспечения развития страны. Практически все развитые страны Запада имеют сегодня национальные программы создания компьютеров сверхвысокой производительности. Именно на решение этой проблемы направлена стратегическая компьютерная инициатива Президента США, на осуществление которой Конгресс ассигнует ежегодно многие сотни миллионов долларов.
Американские эксперты не скрывают, что успех этой национальной программы позволит решить главную геостратегическую задачу - сделать глобальным контроль Соединенных Штатов над информационным пространством в масштабах всей планеты.
С направлением суперкомпьютеров самым тесным образом связаны такие наукоемкие сектора промышленности как микроэлектроника, оптическое приборостроение, точная механика, средства отображения информации, коммуникационная техника, производство программных продуктов и др. Именно в этих секторах Республика Беларусь и Российская Федерация все еще сохраняют значительный научно-технический потенциал, поддерживаемый необходимыми фундаментальными и прикладными исследованиями, целевое использование которого позволяет в сравнительно короткие сроки при относительно небольших затратах выйти на собственный альтернативный, практически независимый от Запада путь развития отечественной конкурентоспособной высокопроизводительной вычислительной техники, уровень которой будет соответствовать прогнозируемым требованиям со стороны широкой категории конечных пользователей.
Речь идет о разработке и освоении в производстве единого семейства относительно недорогих моделей суперкомпьютеров с параллельной архитектурой на основе собственной элементной базы и с собственным оригинальным программным обеспечением, способных перекрыть диапазон производительности от миллиардов до триллионов операций в секунду.
Создание такой техники позволило бы завоевать на мировом компьютерном рынке очень важную нишу суперкомпьютеров и прикладных систем на их основе.
Обе Стороны - Российская и Белорусская - обладают необходимыми экспериментально апробированными научно-техническими и конструкторско-технологическими решениями высокой степени новизны, что позволяет приступить к реализации комплекса опытно-конструкторских работ по разработке и организации промышленного производства такой техники.
2. Цель и задачи Программы
Главной целью Программы является возрождение компьютерной отрасли двух стран, промышленное производство ряда программно-совместимых модулей суперкомпьютеров с широким спектром производительности - до триллионов операций в секунду. Для достижения этой цели в рамках Программы реализуется комплексный подход, включающий:
- разработку концепции создания моделей семейства суперкомпьютеров "СКИФ";
- создание опытных образцов базовых конфигураций суперкомпьютерных систем (БКСС) "СКИФ", разработку литерной конструкторской и программной документации, проведение комплексных предварительных и приемочных (государственных) испытаний опытных образцов БКСС "СКИФ";
- создание единого информационного телекоммуникационного пространства участников Программы с возможностью удаленного доступа к суперкомпьютерным ресурсам;
- создание пилотных прикладных комплексов на базе суперкомпьютеров "СКИФ";
- подготовку и переподготовку кадров для работы с высокими суперкомпьютерными технологиями;
- организацию промышленного выпуска и системы технического обслуживания моделей суперкомпьютеров "СКИФ" в широком диапазоне производительности.
Основная цель комплексного подхода - это реальное освоение высоких суперкомпьютерных технологий в России и Беларуси. Поэтому большое внимание уделяется подготовке и переподготовке кадров для работы с суперкомпьютерными технологиями, созданию пилотных прикладных комплексов и организации промышленного выпуска суперкомпьютеров "СКИФ".
3. Этапы выполнения Программы
С учетом продления срока реализации Программа рассчитана на период в 5 лет и включает два этапа.
Этап 1 (2000 - 2002 гг.). Разработка и организация производства моделей первого ряда (модели Ряда 1) семейства суперкомпьютеров "СКИФ".
На этапе 1 отрабатываются основные концептуальные принципы и создаются суперкомпьютерные конфигурации, обеспечивающие возможность создания семейства моделей суперкомпьютеров среднего класса (модели Ряда 1) с пиковой производительностью до 300 - 400 миллиардов операций в секунду - суперсерверы "СКИФ". Разрабатываются комплекты конструкторской и программной документации, отрабатывается элементная база и создаются четыре образца базовых конфигураций суперкомпьютерных систем (БКСС) с пиковой производительностью до 100 миллиардов операций в секунду. Проводятся государственные испытания опытного образца БКСС кластерного уровня, комплекты документации передаются для организации промышленного выпуска суперкомпьютерных конфигураций. Проводится подготовка специалистов по разработке программного обеспечения и использования суперкомпьютеров "СКИФ", начаты разработки пилотных прикладных систем, создаются необходимые заделы для разработки второго ряда моделей семейства суперкомпьютеров.
Этап 2 (2003 - 2004 гг.). Разработка и организация производства моделей второго ряда (модели Ряда 2) семейства суперкомпьютеров "СКИФ" и создание прикладных систем на их основе.
На этапе 2 отрабатываются основные концептуальные принципы и создаются суперкомпьютерные конфигурации для отработки принципов построения семейства моделей суперкомпьютеров с массовым параллелизмом сверхвысокой производительности (триллионы операций в секунду) - модели суперкомпьютеров "СКИФ" Ряда 2. Модели Ряда 2 реализуются на базе кластерной, потоковой и гибридной архитектур, включая сетевые (метакластерные) конфигурации. На этом этапе будут созданы и освоены в производстве три образца БКСС с пиковой производительностью до нескольких триллионов операций в секунду, элементная база (оригинальные СБИС) с проектной нормой менее 0,6 мкм, сетевые суперкомпьютерные конфигурации и прикладные программно-аппаратные комплексы на базе суперкомпьютеров "СКИФ".
4. Основные технические принципы
Основополагающими концептуальными архитектурными принципами создания суперкомпьютерных конфигураций "СКИФ" являются:
Базовая кластерная архитектура. Концепция создания моделей семейства суперкомпьютеров "СКИФ" (далее по тексту - Концепция) базируется на масштабируемой кластерной архитектуре, реализуемой на классических кластерах из вычислительных узлов на основе компонент широкого применения (стандартных микропроцессоров, модулей памяти, жестких дисков и материнских плат, в том числе с поддержкой SMP) под управлением универсальной операционной системы Linux. Для организации параллельного выполнения прикладных задач на кластерном уровне используется оригинальная система поддержки параллельных вычислений - T-система, реализующая автоматическое динамическое распараллеливание программ. По сравнению с использованием распараллеливающих компиляторов, T-система обеспечивает более глубокий уровень параллелизма во время выполнения Программы и более полное использование вычислительных ресурсов мультипроцессоров при более низких затратах на разработку параллельных программ и повышении их надежности.
Технические характеристики базовой суперкомпьютерной конфигурации кластерного уровня Ряда 1 на процессорах AMD Athlon MP 1800+:
- пиковая производительность 100 Gflops;
- число процессоров 32;
- число вычислительных узлов 16;
- оперативная память 16 GB;
- дисковая память 640 GB;
- системная сеть SCI 2D-тор 4x4;
- скорость MPI- обмена до 276 MB/s;
- физическая скорость обмена 1600 MB/s.
Иерархические кластерные конфигурации (метакластеры). Отдельные кластеры могут быть объединены в единую кластерную конфигурацию - кластер высшего уровня или метакластер (Metacluster). Метакластерный принцип позволяет создавать сетевые (распределенные) метакластерные конфигурации триллионного диапазона производительности на базе локальных или глобальных сетей передачи данных. Такой подход является базовым для создания единого информационного пространства участников Программы, а, в перспективе, и для объединения научных сетей России и Беларуси.
Системное программное обеспечение метакластера обеспечивает возможность реализации гетерогенных систем, включающих кластеры различной архитектуры на различных программно-аппаратных платформах.
Универсальная двухуровневая архитектура. Для оптимизации организации на суперкомпьютерах "СКИФ" параллельного счета задач как с крупноблочным (явным статическим или скрытым динамическим) параллелизмом, так и с конвейерным или мелкозернистым явным параллелизмом, с большими потоками информации, требующими обработки в реальном режиме времени, Концепция предусматривает возможность реализации универсальной двухуровневой (гибридной) архитектуры суперкомпьютеров, включающей базовый (кластерный) архитектурный уровень и потоковый архитектурный уровень, реализующий модель потоковых вычислений (data-flow).
Концепция предусматривает реализацию потокового архитектурного уровня как на базе однородной вычислительной среды (ОВС) с использованием оригинальных СБИС ОВС, разрабатываемых в рамках Программы, так и на базе других (альтернативных) структурных и технических решений (например, на базе FPGA типа XILINX). На потоковом уровне может быть эффективно реализован высокоскоростной потоковый обмен со стандартной компьютерной периферией и/или с нестандартными устройствами-датчиками, например, с датчиками медицинских и других приборов.
В процессе реализации Программы на этапе 1 по результатам проведенных моделирования и экспериментального макетирования выбраны следующие основные параметры СБИС:
- проектная норма, мкм - 0,6;
- тактовая частота, Мгц - 25,0;
- потребляемая мощность, ВА - 3,0 (V - 3,0);
- быстродействие (пиковое), 32 разряда, MIPS (миллион операций в секунду) - 20;
- количество СБИС на 1 GIPS (миллиард операций в секунду) - 50.
Функциональные возможности СБИС с проектными нормами 0,6 мкм полностью соответствуют концептуальным требованиям для всего спектра моделей суперкомпьютеров, создаваемых в рамках Программы.
Предложенные архитектурные принципы позволяют эффективно реализовывать любые виды параллелизма. Архитектура является открытой и масштабируемой, то есть не накладывает жестких ограничений к программно-аппаратной платформе узлов кластера, топологии вычислительной сети, конфигурации и диапазону производительности суперкомпьютеров. Вычислительные системы, создаваемые на базе основополагающих концептуальных архитектурных принципов могут оптимально решать как классические вычислительные задачи математической физики и линейной алгебры, так и специализированные задачи обработки сигналов, моделирования виртуальной реальности, задачи управления сложными системами в реальном времени и другие приложения.
Основные концептуальные принципы создания семейства суперкомпьютеров (открытая масштабируемая архитектура, набор базовых вычислительных модулей

Международное законодательство »