Важнейшей задачей Центра является проведение научных исследований и подготовка кадров мирового уровня с использованием научно-образовательных суперкомпьютерных и грид технологий, содействие в реализации программ технологической модернизации экономики Самарской области, создание конкурентоспособных образцов новой техники совместно с ведущими предприятиями авиационной и ракетно-космической отрасли, автомобилестроения региона, а также IT-парком г. Тольятти на основе совершенствования технологической подготовки производства на базе компьютерного моделирования и информационной поддержки изделий.
Суперкомпьютерный центр «Сергей Королев» призван стать основой создания принципиально новой интегрированной информационной среды для разработки конкурентоспособных аэрокосмических систем - виртуальных моделей газотурбинных и ракетных двигателей, летательных аппаратов и других наукоемких образцов техники на основе применения современных информационных CAE/CAD/CAM/PDM/PLM – технологий. Это позволит в 4-5 раз сократить сроки и затраты на создание конкурентноспособных на мировом рынке изделий нового поколения, расширить спектр образовательных услуг и качественно повысить уровень подготовки и переподготовки специалистов в наукоемких и высокотехнологичных областях экономики страны и региона.
Суперкомпьютерный центр предназначен также для решения задач моделирования наноструктур и отработки нанотехнологий создания элементов образцов новой техники, информационных технологий оперативной обработки большеформатных изображений космического мониторинга Земли в рамках исследований Поволжского центра космической геоинформатики в целях оперативного анализа экологической обстановки, видеоконтроля и видеонаблюдений хозяйственных объектов области.
Примерный перечень прикладных задач
для решения с использованием суперкомпьютерного центра
«Сергей Королев»
для решения с использованием суперкомпьютерного центра
«Сергей Королев»
• Аэрогидродинамические расчеты, численное моделирование аэродинамических процессов, включая аэромеханические расчеты для случая плохообтекаемых тел, исследования аэродинамической эффективности летательных аппаратов.
• Газодинамика, в том числе моделирование сложных течений в объектах аэрокосмической техники и задачи их визуализации.
• Проектирование оптимальных конструкций из композитных материалов, реализующих вычислительные алгоритмы, позволяющие решать задачи проектирования композитных конструкций с учетом широкого спектра ограничений, включая ограничения по прочности, жесткости и потере устойчивости.
• Анализ весовой эффективности авиационных конструкций на основе высокоточного конечно-элементного моделирования.
• Обработка результатов дистанционного зондирования земли (ДЗЗ): поточечная обработка цветных и полутоновых видеоданных, классификация изображения и др.
• Гидрометеорология: модели регионального прогноза погоды, численные методы прогнозирования погоды, перспективные метеорологические модели.
• Прикладные системы искусственного интеллекта (ИИ), аналитические службы, информационный сервис, наука, проектирование, государственная безопасность: классификации текстов по заданным в процессе обучения классам (глубокий анализ текста, высокая релевантность), извлечение знаний из неструктурированных текстов на естественном языке, инструментальные системы для проектирования интеллектуальных систем, гибридные экспертные системы проектирования сложных объектов.
• Медицина и телемедицина: экспертные системы реального времени.
• Расчеты явлений с большой долей энергии излучения: расчет характеристик лазерного факела, моделирование процессов лазерного спекания порошковых материалов, гиперзвуковое движение космического тела в плотных слоях атмосферы и др.
• Расчеты в интересах нанотехнологий: численные модели, реализующие методы молекулярной динамики для моделирования наноструктур; расчет зонной структуры твердых тел, синтез элементов нанофотоники.
• Экологическое моделирование и прогнозирование, в том числе в чрезвычайных ситуациях.
• Государственная безопасность. Специальные математические задачи и алгоритмы, решение задач перебора большой размерности.
• Радиосвязь (гражданская и военная). Оптимизация частотно-террито¬ри¬аль¬ных планов радиоэлектронных средств с учетом электронно-магнитной совместимости.
• Инженерные расчеты:
• Автомобильная промышленность: моделирование объектов, проектирование и расчеты конструкций автомобилей; расчеты столкновений транспортных средств с препятствиями.
• Аэрокосмическая техника: создание виртуальных моделей газотурбинных и ракетных двигателей и летательных аппаратов, оценка их прочности, аэродинамические и газодинамические расчеты, детонационное горение, распространение пламени форсунки камеры сгорания газотурбинной установки, структурно-параметрическая многокритериальная оптимизация создаваемых объектов.
Основные технические характеристики
Суперкомпьютерный центр СГАУ представляет собой грид систему, состоящую из трех кластеров.
1. Суперкомпьютер IBM. Высокопроизводительный центр обработки данных. Создан в рамках Программы развития национального исследовательского университета при поддержке правительства Самарской области по мероприятию "Развитие среды генерации знаний на базе межвузовского медиацентра, путем создания суперкомпьютерного центра, ориентированного, в том числе, на исследования в сфере нанотехнологий, и наращивания телекоммуникационной инфраструктуры", а также по программе «Академические инициативы» компании IBM.
Суперкомпьютер установлен в специально оборудованном системами охлаждения, поддержания оптимальной влажности воздуха и системой пожаротушения помещении межвузовского медиацентра.
Основные характеристики: платформа IBM BladeCenter, 112 блейд-серверов IBM BladeCenter HS22. Каждый сервер имеет по два четырехядерных процессора Intel Xeon 5560 с частотой ядра 2,8ГГц. Общий объем оперативной памяти 1,3Тб. Система хранения данных на 10Тб. Для межпроцессного взаимодействия распределенных приложений используется технология QDR InfiniBand, на оборудовании QLogic, с пропускной способностью до 40 Гбит/с. Связь с системой хранения данных кластера осуществляется также по технологии QDR Infiniband. Управляющая сеть Gigabit Ethernet используется для сетевой загрузки операционной системы на блейд-сервера, передачи управляющих сообщений, статистических данных, а так же для мониторинга работы узлов кластера. Пиковая производительность кластера - 10 ТФлопс. Сегодня это самый мощный суперкомпьютер в Самарской области.
2. Кластер на платформе HP с пиковой производительностью около 1.5 ТФлопс.
3. Учебный кластер на базе класса параллельных вычислений производительностью 100 ГФлопс. Предназначен для обучения студентов, преподавателей и научных работников основам суперкомпьютинга и параллельных вычислений, получения навыков работы с высокопроизводительными системами. Создан на базе класса параллельных вычислений медиацентра СГАУ.
Возможности использования
Ресурсы суперкомпьютерного центра могут использоваться в удаленном режиме всеми образовательными и научными учреждениями, а также промышленными предприятиями Самарской области и всей России. Доступ к ресурсам суперкомпьютера обеспечивается телекоммуникационными возможностями региональной сети науки и образования. Потенциальными пользователями суперкомпьютерного центра являются предприятия оборонно-промышленного комплекса, аэрокосмического и транспортного машиностроения, прежде всего ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ОАО СНТК имени Н.Д. Кузнецова, ОАО «Моторостроитель», ОАО «Авиагрегат», ОАО«АвтоВАЗ», а также создаваемый IT парк г.о. Тольятти и др.
