Разработанный документ интересен, прежде всего, тем, что он определяет цели, задачи и приоритетные направления использования суперкомпьютерных технологий и технологий, позволяющих объединить суперкомпьютеры в единую инфраструктуру и обеспечить эффективный доступ к ней для решения задач укрепления обороноспособности и безопасности страны. В соответствии с ключевыми положениями «Основ государственной политики в области суперкомпьютерных и грид-технологий», достичь цели и улучшить состояние суперкомпьютерной отрасли можно благодаря выполнению целого комплекса стратегических задач.
В основном, все они связаны с формированием специализированного оборудования и программного обеспечения отечественного производства, основанного на параллельных алгоритмах. Так, например, государство делает акцент на разработке высокопроизводительных микропроцессоров с отечественной архитектурой, а также технологий создания суперкомпьютеров и общесистемного программного обеспечения для них. Государство предполагает финансирование фундаментальных исследований в области вычислительных технологий, защиты информации и кодирования. К другим мерам государственной политики относится формирование инфраструктуры высокопроизводительных вычислительных средств, создание математического и специального программного обеспечения суперкомпьютерных и грид-технологий для приоритетных сфер их использования, внедрение их в базовые отрасли промышленности, науку и образование, подготовку квалифицированных кадров.
Сферы применения суперкомпьютерных и грид-технологий достаточно широки. Они могут использоваться в совершенно разных отраслях промышленности, что делает их универсальными и незаменимыми. Так, моделирование на суперкомпьютерах многомерных процессов можно использовать для создания перспективных образцов вооружения, военной и специальной техники, включая ядерное оружие, продукцию авиастроения и ракетостроения, судостроения, атомной энергетики, химической промышленности, автомобилестроения, развития топливно-энергетического комплекса страны. Поскольку от состояния топливно-энергетического комплекса страны напрямую зависит уровень добычи нефти и газа, суперкомпьютеры постепенно становятся осознанной необходимостью крупнейших нефтегазовых предприятий страны. В конце прошлого года государство и нефтегазовый бизнес уже сделали целый ряд попыток объединить одной целью отраслевых игроков – представителей добывающих и сервисных компаний, посадить их за стол переговоров, чтобы в результате начался более активный процесс использования суперкомпьютерных технологий на предприятиях нефтегазового комплекса.. В результате, уже сегодня становится совершенно ясно, что суперкомпьютеры в ТЭК могут эффективно использоваться для обработки, в том числе в режиме реального времени, результатов космической и воздушной разведки, мониторинга земной поверхности, прогнозирования и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, а также поиска и оценки запасов полезных ископаемых. Как показывает опыт их апробирования на нефтегазовых предприятиях страны, при помощи суперкомпьютеров можно оперативно обрабатывать и анализировать данные космического мониторинга геофизической обстановки, формировать единое геофизическое пространство, решать задачи гидрометрологии, экологии и моделирования глобальных изменений климата. Надо отдать должное отечественным разработчикам, их инновационные продукты уже неоднократно находили применение на нефтегазовых предприятиях страны. Ведутся работы в области гидродинамического и геомеханического моделирования скважин, осуществляется мониторинг объектов в режиме реального времени, осуществляется управление жизненным циклом нефтегазового месторождения.
Руководство страны и ранее задумывалось над тем, как можно соединить перспективные отечественные разработки в единую информационную систему. Ранее было принято решение о создании единой информационной платформы для обеспечения деятельности нефтегазовых компаний. В этой связи, стоит упомянуть и перспективную российскую разработку «Унофактор», отдельные компоненты которой, возможно, будут использоваться в данной платформе.. Так, например, ОАО «Газпром» активно применяет импортозамещение программных продуктов в рамках работ по геомеханическому моделированию Ковыктинского месторождения, используя систему управления жизненным циклом нефтегазового месторождения «Унофактор». Говоря о способах реализации государственной политики в области создания и применения суперкомпьютерных и грид-технологий, следует упомянуть такое актуальное направление, как центры обработки экстремально-масштабных данных или ЦОД. Помимо многих других функций работа ЦОД направлена, в том числе, и на интерпретацию данных. Она является неотъемлемой частью геофизических исследований, поскольку многие геологические процессы можно объяснить только после получения конкретных данных и сравнить их с установленными эталонами в том или ином районе, это позволяет сделать прогноз геологической модели местности (участка). Как известно, интерпретация геофизических данных осуществляется при помощи математического и физического моделирования процессов, которые изучаются, методов статистического анализа, решения систем нелинейных петрофизических уравнений и некоторых других линейно-статистических методов. Корреляция каротажных сигналов с расчетными физико-геологическими параметрами, такими как проницаемость, нефтенасыщенность, глинистость и т.д. в большинстве случаев имеют сложный нелинейный характер. Современная действительность предъявляет серьезные требования к безопасности хранения геофизических данных. В каком-то смысле современные суперкомпьютерные технологии «стоят на страже» информационной безопасности страны.
Их значение уже оценили по достоинству специалисты в области суперкомпьютерных технологий, участвующие в реализации российско-белорусской программы «СКИФ-НЕДРА», старт которой был дан в середине 2015 года. Что касается, ЦОД, то развитие этой темы особенно актуально в настоящий момент, поскольку с 1 сентября 2015 года, согласно российскому законодательству, все персональные данные должны храниться только на территории Российской Федерации, а ЦОД дает 100% гарантию хранения персональных данных в неприкосновенности благодаря высокой степени защиты информации от внешнего воздействия. ЦОДы оказывают дополнительные услуги по высокопроизводительным вычислениям, в том числе и в масштабах реального времени. Они позволяют осуществлять прогноз геологических, гидродинамических и геомеханических моделей. Сегодня к российско-белорусскому проекту «СКИФ-НЕДРА», который предполагает поэтапное развитие суперкомпьютерных технологий, приковано самое пристальное внимание. Соисполнители программы «СКИФ-НЕДРА» от Российской Федерации одобрены Научно-координационным Советом и согласованы государственным-заказчиком координатором. Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша Российской академии наук (ИПМ им. М.В. Келдыша РАН) занимается исследованием и разработкой образцов высокопроизводительных вычислительных систем «СКИФ-ГЕО» , обеспечивающих формирование оптимальных конфигураций аппаратных средств и программного обеспечения для решения расчетных геолого-геофизических задач.
В проекте «СКИФ-НЕДРА» также принимает участие Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук – филиал государственного учреждения «Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук» (МСЦ РАН). У него есть несколько ключевых направлений работы. Первое, это – разработка информационных технологий обеспечения безопасности и защиты геолого-геофизической информации при работе пользователя, в том числе, в режиме удаленного доступа. Второе направление связано с созданием полигона (распределенного стенда на основе ГРИД-сегмента) для апробации и тестирования аппаратных и программных решений «СКИФ-НЕДРА». Кроме этих двух участников в проекте задействованы: ООО «Центр анализа сейсмических данных МГУ имени М.В. Ломоносова», ООО «Геолаб», ООО «РСК «Технологии», ООО «Научно-исследовательский центр суперЭВМ и нейрокомпьютеров», АО «ОТ-ОЙЛ», ООО «Газпром георесурс». В соответствии с программой будет разработано специализированное ПО и появятся опытные образцы суперкомпьютеров «СКИФ-Гео» в двух базовых конфигурациях. Первая конфигурация будет использоваться в качестве коллективного дата-центра, она получила название «СКИФ-Гео-ЦОД». Вторая конфигурация будет использоваться для отдельных отраслевых компаний, учебных заведений и исследовательских центров, она была названа «СКИФ-Гео-Офис». У второй конфигурации будет предусмотрен также мобильный вариант «СКИФ-Гео-Поле» для полевых работ. Поскольку главной целью российско-белорусской программы «СКИФ-НЕДРА» является исследование и разработка высокотехнологичного, инновационного инструмента, предметно-ориентированных суперкомпьютерных технологий, этот проект, находившийся сначала в ведении Министерства связи и массовых коммуникаций, теперь передан в Министерство образования и науки. Стратегическая значимость проекта заключается в увеличении эффективности поисков, разведки, разработки и использования ресурсного потенциала минерально-сырьевой базы государств-участников Союзного государства продвигается достаточно медленными темпами, что подтверждает положения ключевого на сегодняшний день документа, «Основ государственной политики в области суперкомпьютерных и грид-технологий». Поскольку проект имеет достаточно жесткие временные рамки, в 2016 году все заинтересованные стороны должны работать в едином ключе, чтобы достичь общего результата. В соответствии с документом, этот результат в части разработки технологии создания суперкомпьютеров и программного обеспечения для них заключается, в том числе, в создании инструментария создания математического и программного обеспечения для приоритетных сфер использования суперкомпьютерных и грид-технологий, механизмов организации эффективного функционирования интегрированной среды.
По прогнозам аналитиков акцент в реализации суперкомпьютерных технологий делается именно на развитие программно-аппаратных комплексов (ПАК), а не аппаратно-программных комплексов (АПК), как планировалось изначально в «Основах государственной политики». Существуют актуальные на сегодняшний день суперкомпьютерные технологии, позволяющие успешно получать, хранить и обрабатывать экстремально-масштабные геофизические данные. Несколько российских компаний ведут совместную работу, цель которой доказать высокую эффективность применения интеллектуальных методов анализа данных, оптимизировать и усовершенствовать методы интерпретации геофизических данных, что положительно отразится на разведывательных работах.