Работа “на железо”. Для технаря важнее индекса Хирша действующая система. - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Работа “на железо”. Для технаря важнее индекса Хирша действующая система.

В НИИ многопроцессорных вычислительных систем Южного федерального университета судьба-удача приводила меня несколько раз в разные периоды истории нашей страны. И после посещения в общем-то стандартных, 70-х лет прошлого века постройки корпусов в Таганроге я каждый раз ощущала белую зависть к Игорю Каляеву, директору этого института. Он идет по жизни уверенно, не копя обид, приходя на Тверскую и Люсиновскую разве что на совещания или с инициативой, то есть не слишком часто даже в самые безденежные для науки годы. Сам несколько раз писал острые статьи, в которых обозначал свое несогласие с теми или иными решениями власти по высшей школе – и при этом как-то ладил со всеми министрами образования, науки, ректорами ТРТУ, а потом и ЮФУ.
Нет, не видела, чтобы он под манеры начальства подлаживался или старался быть к столице поближе. Наоборот, городишко, не слишком изменившийся со времен Чехова, Игоря Каляева весьма устраивал и устраивает. Чем? Улыбаясь, отвечает строчкой классика: “…лучше жить в глухой провинции у моря”. Но Игорь далек от поэзии. Он – прагматик, технарь, ученый, умеющий при любой власти делать свою науку и сохранять лицо.
Скажете, а что ему не сохранять-то? Он же Анатольевич, сын академика, учился в вузе, который создал и долго возглавлял Анатолий Васильевич Каляев, а теперь работает в НИИ, у входа в который – бюст его отца… И правы будете – от отца Игорь взял много. Прежде всего – привычку работать на результат. Не на промежуточный комфорт, а на окончательное дело. Как он говорит, “на железо”. Во всех случаях реализуемые им проекты – работающая продукция: прототип марсохода, мобильный робототехнический комплекс, системы управления космической платформой или перегрузочными машинами ядерного реактора; электронный комплекс непрерывного мониторинга уровня воды в баках самолета-амфибии БЕ-200 или программно-аппаратная система определения дестабилизирующих факторов полета самолета… Какую задачку ни возьми, ошибочное решение чревато катастрофой, от которой в лучшем случае вздрогнут многие на планете.
Как-то давно на Камчатке, наткнувшись на старый бруствер, уставившийся щелью бойницы на морское побережье, мы с ним заспорили, что есть движущая сила жизни? Игорь сказал: страх. Я никак с ним не могла согласиться: ведь не страх заставляет нас заботиться о детях, а любовь. Он не сдавался: “Нет, страх не за себя, а страх за семью, за дело, за Родину. Если у человека нет чувства страха, то у него нет и чувства ответственности. Если, например, альпинист не испытывает страха при восхождении на гору, то он погибнет сам и погубит своих товарищей”. Мы так и не пришли к согласию, но я поняла, что у Игоря свое острое понимание ответственности. Такое не всем по плечу. Семья воспитала его жаждущим жизни – отец учил его альпинизму, горным лыжам, брал в экспедиции, где условия для техники, а значит, и для испытывающих аппаратуру людей были в чем-то схожи с марсианскими… Старший Каляев и сам был человеком сильным, и сына пристрастил к серьезным физическим и интеллектуальным нагрузкам. “Они для меня, – как-то обронил Игорь, – как наркотик: хоть и тяжело, но организм требует постоянной нагрузки, голова не хочет по-другому”.
Отсюда масса работ, которые он, профессор и член-корреспондент РАН, ведет. Отсюда разнообразие проектов, привычка не отмахиваться от сложных задач, а переводить их в уравнения и упрямо искать решения.
Конечно, не в одиночку, а с командой. Но именно это умение создать команду, без лишнего пиара и фантастических административных ресурсов достичь результата помогает ему чувствовать себя на своем месте уверенно. И независимо: он, умелый путешественник, исколесивший мир с рюкзаком, аквалангом, на вертолетах и за рулем, читавший лекции в крупнейших вузах всех континентов, видевший много райских мест, предпочитает жить в маленьком городке своего Отечества. Говорить привык, что думает, прямо и четко – хоть коллеге, хоть журналисту, хоть Президенту РФ, но в академических выражениях. Анализировать развитие вуза имеет обыкновение не по текущим заботам своего НИИ или даже ЮФУ, а в контексте инновационных перспектив всей страны.
Громко сказано и гулко звучит?
А давайте пройдем по НИИ многопроцессорных вычислительных систем. Правда, в одиночку не получится. Везде двери на замках, без электронного ключа не войти. Лет девять назад проще было. “Вот и пришлось порядок восстанавливать, – поясняет встретившая меня у проходной молодая сотрудница НИИ. – Теперь руководитель любого подразделения точно знает, кто куда из его людей пошел, где и сколько времени был. При наших лицензиях, заказах это необходимо”.
Заказчики у таганрогской ветви ЮФУ весьма серьезные – МЧС, “Рос­энергоатом”, Роскосмос, ОАО “РЖД”, РКК “Энергия”, концерн “Алмаз-Антей”, Концерн радиостроения “Вега”, ТАНТК им. Г.М.Бериева, крупные производства типа ОАО “Силовые машины”, Пермский моторный завод, ОАО “Сургутнефтегаз”… За 40 лет существования коллектив института наработал завидные опыт и репутацию. Причем не только в России, но и за ее пределами – в Белоруссии, на Украине, в Китае, Индии…
Для примера одна из последних разработок – РВС-7 (реконфигурируемая вычислительная система) – по заказу Минобрнауки РФ в рамках ФЦП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы”. Эта суперЭВМ, придуманная, сконструированная и созданная в НИИ МВС, с производительностью квадриллион – 1015 – операций в секунду, выглядит… ну, как трехкамерный холодильник по размерам. Но в его “одностоечный конструктив” втиснуто 36 вычислительных модулей с многослойными печатными платами. Каждая плата имеет по два десятка, а то и более слоев. Как утверждают специалисты, это самые сложные модули из созданных в России или даже в Европе. Для специалистов еще две цифры: РВС-7 содержит вычислительное поле из 576 ПЛИС Xilinx семейства Virtex-7, соединенных высокоскоростными интерфейсами, что позволяет достичь рекордной производительности в 66,5 Тфлопса для операций с плавающей запятой в одной стойке. Насколько это классно, оцените, сравнив силы РВС-7 с мощью самого-самого российского компьютера “Ломоносов”, что стоит в МГУ, занимая своими 60 стойками примерно 250 кв. м. Мощь “Ломоносова” 910 Тфлопс, потребляет он около 2,5 мегаватта энергии в час. А таганрогская стойка умещается на 1 кв. м пола и тратит максимум 35 киловатт энергии. Ценность ее в новизне используемой технологии – так называемой реконфигурируемой архитектуре. Это когда вычислительные элементы и связи между ними не закладываются заранее, а формируются пользователем под решаемую им задачу, что позволяет минимизировать непродуктивные вычислительные расходы и, как следствие, приблизить реальную производительность к теоретически возможной (пиковой).
На рубеже веков в НИИ МВС начали создавать компьютеры по этому принципу, добиваясь высокой производительности при малых объеме и потребляемой мощности. Сегодня то, что НИИ МВС является пионером в данной области, признается не только в нашей стране, но и за рубежом: в частности, это подтверждается монографией, выпущенной в прошлом году в США. Причем, как утверждают не только в институте, россияне существенно опережают западных ученых, которые сейчас тоже начинают идти по этому пути как в плане аппаратного обеспечения таких суперкомпьютеров, так и в плане их системного программного обеспечения.
Зачем такая суперЭВМ нужна? Пригодится во многих специальных сферах. Минобрнауки, например, видит применение этого суперкомпьютера для цифровой обработки сигналов в радиолокации, гидролокации, что важно для моделирования климата, предупреждения техногенных и природных катастроф. Ученые из ЮФУ и ЮНЦ РАН уже пробовали моделировать гидродинамические и биогеохимические процессы акватории Азовского моря, просчитывали скорость и направление движения в атмосфере радионуклидного облака… Результат удается получить в 45-60 раз быстрее, чем на используемой сегодня вычислительной технике. Вместе со специалистами НИВЦ МГУ задействовали систему для молекулярного моделирования лекарств – похоже, их путь к больному есть шанс сократить года на три. Можно с помощью такой малогабаритной и в то же время высокопроизводительной суперЭВМ обнаруживать и давать опережающий расчет траектории движения космических объектов – метеоритов и осколков различного происхождения.
– Построенная на принципах реконфигурации небольшая вычислительная машина уже несколько лет работает в Нижнем Архызе на Большом азимутальном телескопе Специальной астрофизической обсерватории РАН, – пока мы идем по коридорам НИИ вспоминает Игорь Каляев. – Ведь часто картинка небесных процессов, что получают на телескопе, сильно зашумлена из-за атмосферных искажений. Раньше обработка этих искажений не могла быть осуществлена в режиме реального времени, и поэтому астрономы вынуждены были откладывать расшифровку полученных изображений на будущее. И когда доходят руки, бывает, обнаруживают неожиданное явление. Как говорит директор САО РАН член-корреспондент РАН Ю.Балега, “пару раз из-за этого, можно сказать, Нобелевскую премию потеряли”: при “очистке” снимков находили удивительные явления, вновь наводили на ту точку космоса телескоп, а там уже ничего нет, поскольку прошло значительное время. Так вот при помощи модуля, созданного для БТА, нам удалось добиться ускорения обработки снимка в 142 раза по сравнению с обработкой на ПК и соответственно обеспечить обработку изображения сразу в процессе его получения. Но этот модуль – маленький ящичек, а те системы, которые мы собираем, и я их сейчас покажу, способны работать со скоростью в сотни тысяч раз выше, чем обычные многопроцессорные вычислительные машины кластерного типа. То, что мы делаем, существенно опережает имеющиеся аналоги, потому с нами и работают в охотку серьезные партнеры из производственных структур. А на деньги, выделяемые министерством на науку, мы никогда бы не выжили…
– Разве федеральные университеты деньгами обделяют? Да у нас нынче правило не слабых поддерживать, а ведущих, чтоб западные вузы догнали… Будто не на Отечество трудитесь, а только рейтингами меряетесь…
– Все эти рейтинги “от лукавого”. Университет – это очень сложная и неоднородная структура, и одним “аршином” ее не измеришь. Сейчас всех пытаются проранжировать с помощью индекса научного цитирования – так называемого индекса Хирша. Но давайте подумаем: пусть у нас всех будет запредельный индекс Хирша, мы что, станем лучше жить или наша страна станет мощнее? Ничего подобного. Главное не в этом, а в том, насколько полученные научные результаты востребованы. Во времена Советского Союза индекса Хирша не было вообще, а наука зато была. Мы все время пытаемся копировать зарубежный опыт, причем не самый лучший, и это постоянно нас приводит в тупик. Как, например, это было с вычислительными машинами, когда мы начали копировать американские машины серии IBM 360 и создавать серию ЕС ЭВМ, забросив при этом все передовые отечественные разработки. Кстати, за рубежом уже начинают понимать, что не в Хирше истина. Например, наивысшее место в зарубежном рейтинге университетов QS наш университет занимает именно по направлению Computer Science & Information Technology, хотя большими показателями по индексу Хирша в этом направлении наши ученые не отличаются, что в первую очередь вызвано не отсутствием весомых научных результатов, а спецификой нашей деятельности.
Проблема заключается в другом – в том, что учебный процесс по подготовке инженерных кадров на факультетах университета зачастую оторван от практической деятельности. Кафедры завалены какой-то бумажной рутиной – отчетами, планами, программами и т.п., а на реальную научно-техническую работу времени практически не остается. А чему преподаватели смогут научить студента, если сами давно не участвуют в серьезных НИОКР, а прозябают на мелких грантиках? В результате студенты после окончания университета выходят не готовые к практической деятельности, и мы вынуждены их еще пару лет доучивать. Вот мы и вспомнили теорию функциональных систем Анохина, согласно которой система становится таковой, когда каждая ее часть заинтересована в работе всех остальных. Как человеческий организм. И решили организовать в ЮФУ структуру, куда вошли бы шесть учебных факультетов, готовящих кадры по инженерным специальностям, наше НИИ, три КБ, Техноцентр… Ради чего? Ради интеграции, она нам необходима, потому что мы заинтересованы в том, чтобы к нам на работу приходили готовые специалисты, способные участвовать в выполнении сложнейших НИОКР, а не только знающие теоретические азы. Именно с этой целью мы решили создать базовые кафедры при всех наших НИИ и КБ, брать туда не младшекурсников, а магистрантов, причем с гарантией их оплаченного участия в реальных ­НИОКР. В результате, как мы надеемся, по окончании обучения на этих кафедрах мы получим нужных нам специалистов, не только умеющих работать с современным оборудованием, но и понимающих специфику нашей научно-технической деятельности.
 – Но согласно закону магистерскую подготовку должны вести профессора, доктора наук. У вас их хватит?
– У нас найдутся, а вот в других научно-производственных подразделениях ЮФУ в Таганроге, к сожалению, не всегда. Потому мы и объединились в некую интегрированную структуру, которую называем Инженерно-технологической академией ЮФУ. Базовые кафедры будут принадлежать факультетам, а располагаться на площади НИИ, КБ. Это даст возможность, с одной стороны, привлекать профессорско-преподавательский состав факультетов к учебному процессу на таких базовых кафедрах, а с другой – обеспечить их участие в реальных НИОКР, выполняемых в научно-производственных подразделениях. Всем будет выгодно. Для рейтингов это даст увеличение площади, приходящейся на одного студента. И объемы научных работ у кафедр тоже возрастут как для отчета, так и реально. Мы же получим свежие головы и будем тесно взаимодействовать с факультетами на уровне подготовки старшекурсников под наши требования. Право, у ребят глаза загораются, когда они видят, скажем, вот такое наше изделие.
– Внешне – ящик с рядами микросхем.
– А по сути – суперкомп с производительностью более 1 Тфлопс в габарите 1U. Из таких “ящиков” мы собираем машины типа РВС. Причем блоки собираются из отдельных плат, которые разрабатываем и монтируем сами. Занятие хитрое: у современных микросхем ПЛИС ножки-шарики расположены снизу под корпусом, до 1500-2000 штук. Каждый такой шарик – вывод – необходимо точно совместить с таким же шариком на печатной плате, а таких ПЛИС на плате может быть до двух десятков. У нас есть полностью роботизированная технология монтажа таких сложных плат, которая обеспечивает монтаж до 14 тысяч элементов в час. А после установки микросхем на плату пайка в специальной печке, с предварительным рассчитываемым нагревом, отдельной температурой для каждого типа ПЛИС, постепенным охлаждением, чтобы изделие не треснуло. Дальше – спецтехнология проверки: из 2 тысяч ножек каждой ПЛИС хотя бы одна не припаялась – считай, что все изделие нужно перемонтировать. Ну, а правильная продукция идет дальше на испытание – у нас полная цепочка проверки готовой продукции на выносливость: и на вибростенде, и на температурные и ударные нагрузки и т.д. Ведь технике предстоит работать в критических условиях. Наше ли оборудование используем? И отечественное, и западное. Производители его продают, но далеко не всегда обеспечивают полную пусконаладку и сопровождение. Даже информацию не всегда предоставляют. Хватит мозгов – разберешься, нет – деньги на ветер. Потому нам толковые молодые ребята и нужны как воздух. Без них через несколько лет подобное “железо” не произвести. А без него – ни авиации, ни атомной энергетики, ни современной медицины, ни обороны страна иметь не будет.

Елизавета ПОНАРИНА

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2