Журнал "Компьютерра" №771
Шрифт:
Прогноз на прогнозы
После того как оперативные прогнозы погоды будут считаться на новой машине, мы станем получать данные о погоде совсем другого уровня. Сегодня Гидрометцентр дает прогноз на пять-семь суток.
"Точность на первые двадцать четыре часа сейчас наивысшая, - говорит Анцыпович.
– А стопроцентного совпадения не может быть даже теоретически. Даже через год, когда наши вычислительные мощности заметно возрастут, и мы сможем давать прогноз на семь-десять суток, выигрыш в первых сутках достигнет лишь доли процента: повышение дается тут очень трудно. А вот "хвост" существенно улучшится. Мы ожидаем, что прогноз на пятые сутки по качеству будет таким же, как сейчас на третьи".
Также повысится детализация прогноза. Сегодня московский Гидрометцентр рассчитывает прогноз по всей планете с шагом 150 километров. Ожидаемые через год модели, охватывающие весь земной шар, будут считать с шагом 40 километров, а по территории России - 14–15 километров. Для такого мегаполиса, как Москва, с использованием
ВЦ Гидрометцентра уже приступил к проработке очередной модернизации. В следующем поколении суперкомпьютеров, по словам Анцыповича, непременно будут использоваться всевозможные ускорители, дополняющие многопроцессорные системы. "Эта идеология используется в проектах СКИФ, - говорит он.
– Кластер плюс ускоритель - к этому сейчас многие приходят. Нам нужно понять, как и какие ускорители лучше применять в наших алгоритмах". Кроме того, перед Гидрометцентром серьезно встал вопрос энергопотребления будущих вычислительных комплексов, так как организация вплотную подошла к максимально разрешенному ей уровню потребления электроэнергии. Вот таким забавным образом работа Гидрометцентра вскоре может оказаться связанной с энергетическим кризисом, поддающимся прогнозированию еще хуже, чем погода.
Центр стоит, служба идет
Прогноз погоды невозможно сделать на основании наблюдений только на территории своей страны, так как по экономическим и политическим причинам ни одна страна мира не может содержать метеорологическую сеть, охватывающую весь земной шар. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) объединяет ресурсы всех стран, обеспечивая обмен данными наблюдений и распространение результатов оперативных прогностических моделей в мощных центрах обработки. С учетом того, что далеко не все страны имеют возможность создавать такие центры (их в мире около двух десятков), участие национальных метеорологических служб в ВМО позволяет снабдить информацией всех, кто в ней нуждается. На стол любого синоптика в любой стране мира ложатся карты не только своего национального центра обработки данных, тем самым технологии подготовки прогностической информации хорошо зарезервированы. Даже если один из центров обработки информации по какой-либо причине временно не может выдавать прогнозы, перебоев с ними все равно не бывает.
В вычислительных подразделениях Росгидромета, в функции которых входит оперативная обработка гидрометеорологической информации, можно выделить три уровня. Центр федерального уровня, самый мощный, находится в Москве. Одновременно он является и одним из трех мировых метеорологических центров ВМО. Два других находятся в Вашингтоне и Мельбурне. Второй уровень в иерархии вычислительных центров Росгидромета - Новосибирский и Хабаровский центры, которые относятся к Региональным метеорологическим специализированным центрам ВМО. Их специализация - прогноз по соответствующему региону; кроме того, они являются дублерами московского центра в обеспечении прогностических расчетов по территории России. Помимо этих центров есть девяносто четыре прогностических центра, занимающиеся интерпретацией расчетов. Там решаются задачи визуализации данных, полученных от российских и зарубежных центров оперативного моделирования.
Борьба с локальным потеплением
Рассказать о том, как охлаждается эта махина, мы попросили системного архитектора из компании IBS СЕРГЕЯ ДИКОГО.
– Вариантов охлаждения суперкомпьютеров существует великое множество, а их выбор зависит от особенностей охлаждаемого оборудования. Например, Cray Y-MP охлаждался жидким фреоном температурой минус 20–40 градусов, подводившимся непосредственно к платам.
Этот случай экстремальный, такой подход сейчас непопулярен.
Мощность суперкомпьютеров и центров обработки данных (ЦОД) быстро растет, но и технологии не стоят на месте - количество тепла, выделяемого на один бит обрабатываемой информации, постоянно снижается. В итоге суммарное тепловыделение вычислительного комплекса и потребляемая им электрическая мощность в среднем остаются примерно на одном и том же уровне.
Базовый вариант охлаждения для ЦОД - воздушное охлаждение. Воздух прогоняется из "холодного" коридора в "горячий", а устанавливаемые в зале кондиционеры обеспечивают забор воздуха из "горячих" коридоров, охлаждение и подачу в "холодные" коридоры. При мощностях больше 8–9 кВт на стойку требуются дополнительные охлаждающие устройства, устанавливаемые непосредственно в стойках, иначе воздух в зале приходилось бы прогонять с чрезмерно большой скоростью, что влечет за собой большие энергозатраты, да и не всегда это в принципе можно сделать. В нашем случае используются так называемые "холодные двери" на серверных стойках.
Они представляют собой специальные радиаторы, в которые подается вода, и весь воздух, проходящий через стойку, прогоняется через них.
В обычных ЦОД используются одноконтурные системы - на основе сплиткондиционеров, только прецизионных. Внешняя и внутренняя части таких систем соединены фреоновым контуром. Главная сложность этого проекта заключалась в том, что система охлаждения должна
снабжать комплекс охлажденной водой. Кроме того, к ней предъявляются повышенные требования по мощности и по надежности работы. Поэтому в нашей системе реализован не один, а три последовательных контура охлаждения: вода, фреон и водогликолевый антифриз (аналог тосола). Система обеспечивает отвод 320 кВт тепла.А потребляемая ею электрическая мощность вдвое-втрое меньше. По требованию заказчика система охлаждения предельно отказоустойчива. Главные компоненты имеют двойное или тройное резервирование. В каждом контуре имеется по два-три насоса, в системе установлено три холодильные машины, три сухих охладителя, три прецизионных кондиционера и так далее, вплоть до труб, которые идут в помещение суперкомпьютера.
Особенностью системы является наличие в ней экономичного режима.
У нас в стране среднегодовая температура близка к нулю, то есть значительную часть года наружная температура ниже требуемой температуры в машинном зале. Обычно кондиционеры предназначены для того, чтобы выбрасывать нагретый воздух в еще более нагретую атмосферу, и гонять их зимой нерационально. В нашей же системе имеются теплообменники, позволяющие передавать тепло непосредственно от воды во внешний контур без использования холодильных машин (так называемый режим свободного охлаждения). Этот режим включается автоматически при наружной температуре ниже пяти градусов, что позволяет снизить энергопотребление охлаждающего оборудования в два-три раза.
Также в системе охлаждения предусмотрен специальный режим на случай отключения электропитания. Время поддержки работы в режиме отключения электросети составляет пятнадцать минут, чего достаточно для принятия решения об остановке комплекса и проведения всех необходимых в данном случае процедур. Однако в течение этого времени нужно продолжать поддерживать заданную температуру в помещении комплекса и в помещении ИБП. Чтобы снизить нагрузку на ИБП и увеличить время поддержки при работе на батареях, система охлаждения при отключении питания переходит в режим минимального энергопотребления, в котором работают только автоматика, циркуляционные насосы и вентиляторы прецизионных кондиционеров и фанкойлов. Чтобы обеспечить снабжение холодной водой в этот период, во внутреннем контуре предусмотрены емкости, содержащие необходимый запас охлажденной воды. Таким образом, система продолжает охлаждать комплекс, не нагружая ИБП прожорливыми холодильными машинами и сухими охладителями.
Стоимость такой системы составляет порядка двух миллионов долларов.
ПЕРИФЕРИЯ: Духовные люди
Автор: Денис Сергеевич Гончаров
Бурное развитие технологий привело к значительным социальным изменениям, которые, по большому счету, пока не нашли достойного отражения в академической науке. Мы не очень хорошо понимаем, как изменилось общество с появлением электронной почты и мессенджеров. Мы до сих пор путаемся с понятием "интеллектуальной собственности", потому что веками нас приучали к тому, что собственность - это то, что плохо лежит. Мы не знаем (да и никто, наверное, не знает), как изменят общество социальные сети и эти проклятые одноклассники, которые все время фотографируются в плавках или на фоне автомобиля. В общем, мы решили сделать краткий обзор научных теорий, рассказывающих о том, как устроено современное общество (или пытающихся объяснить, почему оно устроено именно так, а не иначе, и что из этого следует). Они, как правило, не очень универсальные и, если откровенно, не очень научные. Но других теорий у нас пока нет. На всякий случай уточним, что суть всех теорий дается в довольно-таки кратком и грубом пересказе, и некоторые из них, наверное, не так абсурдны, как может показаться. Кроме того, мы старались не особенно выходить за пределы великого русского языка, поэтому в пересказах почти не будет таких терминов, как постмодернизм, гипермодернизм и гештальтпсихология. Философские и социологические концепции изложены простым и, по возможности, русским языком.
Ричард Флорида уже несколько раз приезжал в Россию, но его идеи у нас пока не слишком популярны. В силу, скажем так, различия культурных традиций.
Флорида известен тем, что еще в начале двухтысячных написал книжку "Подъем креативного класса", а после нее - еще несколько книжек на ту же тему. Собственно, и термин "креативный класс" тоже придумал Флорида. Под креативным классом он понимает всех, у кого в повседневной деятельности большую роль играет творческий элемент. При этом желательно иметь высшее образование и не производить чего-то ощутимо материального. Так что не очень хороший поэт относится к креативному классу, даже если у него нет высшего образования, а очень хороший плотник, как бы творчески он ни подходил к процессу, - нет. Юристы, поэты, актеры, режиссеры, веб-антрепренеры и прочая - это все сливки креативного класса. Каким-то чудом в эту компанию затесались очевидно полезные члены общества - например, ученые и врачи, - но, видимо, ученые бывают разные, а врачей в этот класс включили, чтоб было кому лечить поэтов. Только в США Флорида насчитал чуть меньше сорока миллионов "креативщиков" (примерно тридцать процентов от общего количества работающих). В мире, пораженном глобализацией, таких людей около 150 миллионов. Почти все они на редкость мобильны и легко могут переехать из Токио в Сан-Франциско, потому что им в общем-то все равно где творить - чай, не плотники.