Диагноз Сибирской науке: острая суперкомпьютерная недостаточность

На совместном заседании руководства Сибирского отделения РАН и Совета ректоров ВУЗов Новосибирской области, состоявшемся в Сибирском отделении Российской академии наук 19 марта 2020 года, основной темой стало подписание стратегически важного соглашения по созданию единого межвузовского и межинституционального цифрового пространства – среды для совместной научно-технической деятельности студентов, преподавателей и сотрудников научно-исследовательских учреждений на основе системы распределенных взаимно-интегрированных суперкомпьютерных ресурсов и вычислительных платформ Новосибирской области – «СНЦ ВВОД».

Целью совместного заседания являлась организация обмена научно-технической информацией и исследовательскими данными, реализация совместных проектов и создания перспективных инновационных разработок, формирования сквозной цифровой коммуникационной среды между высшей школой и академическим научным сообществом Новосибирской области.

Сегодня критические (прорывные) технологии в государствах, стремящихся к экономике знаний, разрабатываются с использованием высокопроизводительного анализа данных на базе суперкомпьютерной инфраструктуры. Без этого невозможно создавать современные изделия высокой сложности (аэрокосмическая техника, суда, энергетические блоки электростанций различных типов) и даже средней сложности (автомобили, конкурентоспособная бытовая техника и т.п.); невозможно быстро разрабатывать новые лекарства и материалы с заданными свойствами, проводить эффективные диагностические процедуры; невозможно опережающими темпами развивать перспективные технологии (био-, нанотехнологии, решения для энергетики будущего и т.п.). Сегодня суперкомпьютерные технологии (СКТ) по праву считаются ключевым фактором обеспечения конкурентоспособности экономики всей страны и ее достижений в науке и технике. В настоящее время суперкомпьютерная отрасль – одна из наиболее конкурентных в мире, в ней развернулась настоящая «гонка вооружений», она предоставляет владельцам высокопроизводительных компьютерных систем и конечным пользователям большие возможности в сфере научно-технологического лидерства. Вхождение России в пятерку ведущих научно-технических держав мира невозможно без обеспечения доступа научно-исследовательских и образовательных учреждений к таким системам, и в первую очередь – в сильных нестоличных научно-технологических центрах, поскольку здесь объективно самая высокая необеспеченная потребность в стране.

Сейчас, в условиях кризиса, вызванного в числе прочего пандемией коронавирусной инфекции, суперкомпьютер в Китае предоставляет докторам всего мира бесплатный доступ к диагностическим инструментам на базе искусственного интеллекта для ранней идентификации пациентов с COVID-19 путем анализа результатов сканирования грудной клетки. По данным Национального суперкомпьютерного центра в Тяньцзине, на компьютере Tianhe-1 система искусственного интеллекта может просмотреть сотни изображений, полученных с помощью компьютерной томографии (КТ), и поставить диагноз примерно за 10 секунд с вероятностью более 80%, причем рост точности диагностики все возрастает, по мере продолжающегося машинного обучения. Использование искусственного интеллекта и других технологий резко возросло по мере того, как Китай запускал собственные автономные решения, созданию которых был присвоен самый высокий государственный приоритет с самого начала эпидемии, начиная от роботизированных очистителей и заканчивая голосовыми помощниками, чтобы помочь сдержать быстро распространяющийся вирус.

К сожалению, в России пока не сформирована соответствующая государственная повестка – несмотря на то, что именно новосибирским Государственным научным центром «Вектор» впервые в России зарегистрирована в Росздравнадзоре тест-система, которая выявляет РНК COVID-19 методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) и обеспечено проведение тестирования всей первой волны пациентов с подозрением на коронавирусную инфекцию, а при Сибирском отделении РАН сформирована межведомственная рабочая группа по ускоренному технологическому трансферу в промышленность перспективных отечественных разработок, способных остановить пандемию, Сибирь по-прежнему не в фокусе приоритетов по обеспечению необходимой киберинфраструктурой: научно-исследовательские и образовательные учреждения Сибирского региона вновь оказываются заложниками существующей системы распределения суперкомпьютерных и информационно-телекоммуникационных ресурсов в России.

В погоне за мировыми рейтингами в обладании такими ресурсами в настоящее время активно соревнуются столичные регионы. Так, для Объединённого института высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН), научным руководителем которого является академик Фортов, Ростех недавно запустил суперкомпьютер «Фишер». Он дополнит уже работающий в ОИВТ РАН суперкомпьютер DESMOS. Самые мощные российские суперкомпьютеры на сегодня – это «Ломоносов» и «Ломоносов 2», установленные в МГУ им. Ломоносова. Есть машины подобного класса в Гидрометцентре и в Сбербанке, «Кристофари» которого, установленный в Сколково, в настоящее время является самым мощным в России и 29-м по мощности в мировом рейтинге. По мнению Фортова, размещенному на портале «Будущее России. Национальные проекты», «инфраструктура всегда должна обгонять потребности».

Однако, в рамках этой, безусловно, позитивной тенденции, в беспросветной изоляции оказываются нестоличные регионы – за последний год доля Новосибирского научного центра сократилась до 1,5% в структуре общих российских суперкомпьютерных ресурсов, а с вводом «Фишера» и других суперкомпьютеров в Москве, по некоторым оценкам, может стать и вовсе менее 1%.

«Развитию соответствующих технологий в России посвящено Поручение Президента Российской Федерации Владимира Владимировича Путина от 7 августа 2016 г. о повышении эффективности развития суперкомпьютерных и грид-технологий в Российской Федерации, кроме этого, в настоящее время мы ожидаем выхода Поручения по итогам состоявшейся 4 февраля в г. Череповец встречи Президента Российской Федерации с научной общественностью. В данной встрече принял участие делегат Сибирского отделения РАН, первый заместитель директора Института вычислительных технологий СО РАН, Юрченко Андрей Васильевич, предложив предусмотреть распределенный межрегиональный характер размещения данной инфраструктуры с локализацией суперкомпьютерных центров 1-ого уровня не только в Москве, но и в Санкт-Петербурге, Новосибирске, Казани и Владивостоке, а также создание современных «фабрик данных» - прокомментировал по итогам заседания вице-президент Российской академии наук и председатель Сибирского отделения Пармон Валентин Николаевич.

Советник по перспективным проектам вице-президента РАН, Председателя Сибирского отделения, Дорохова Ольга