Гранты

Виртуальный суперкомпьютер как инструмент для решения комплексных проблем

• Руководитель: Богданов А.Б.
• № 16-07-01113

Создание и использование информационно-телекоммуникационных систем нового поколения на основе технологий облачных вычислений для решения масштабных вычислительных задач. Привлечение подготовленных специалистов для решения задач большого вызова. Перенос приложений в распределенное операционное окружение, обеспечивающее персонализацию и адаптацию вычислительной инфраструктуры под требования приложений.

Данный проект базируется на результатах ранее выполненного с поддержкой РФФИ проекта Облачные технологии как путь к персональным супервычислениям и направлен на решение комплексных прикладных проблем, в частности проблем динамики течений жидкостей и газов с использованием пакета OpenFOAM и проблем улучшения качества оперативного прогноза опасных конвективных явлений (гроза, град, шквал, сильный ливень) на базе разработанной среды распределенных персональных супервычислений и консолидированных баз данных.

В задачи исследования входит: разработка механизмов переноса приложений в среду виртуального суперкомпьютера, создание механизмов для оптимизации приложений в этой среде, тестирование приложений и разработка пользовательского интерфейса (портал, science gateway) для работы с приложениями в распределенной среде.

Построение Unix-подобного окружения для управления виртуальным суперкомпьютером

• Руководитель: Корхов В.В.
• № 16-07-01111

Современные высокопроизводительные комплексы включают в себя множество мощных гетерогенных ресурсов, имеющих высокую пиковую производительность, однако даже однородные подобные комплексы используются не всегда эффективно. Пользовательские ошибки, закон Амдаля, возможные бутылочные горлышки — все это является причиной крайне неэффективного использования ресурсов. Получить на практике даже половину от пиковой производительности в случае гетерогенной кластерной архитектуры довольно сложно. Данный проект предлагает создание универсальной среды для мониторинга и управления гетерогенным высокопроизводительным вычислительным кластером, в структуре которого присутствуют виртуальные элементы. В качестве виртуальных элементов выступают контейнеры приложений с различными файловыми системами, конфигурацией модулей и программных библиотек. Задача состоит в создании инструментария для объединения этих элементов, расположенных на разных узлах кластера, а также невиртуализованного сетевого оборудования и других вспомогательных устройств и систем в единое целое для проведения расчетов общего назначения – виртуальный суперкомпьютер.

Технологии обработки сверхбольших объемов разнородной информации в моделях гидрометеорологии

• Руководитель: Дегтярев А.Б.
• № 16-07-00886

Проект направлен на создание технологии, обеспечивающей обработку и хранение разнородных некоррелированных метеорологических и океанографических данных большого объема. Создание такой технологии относятся к классу задач Big Data (больших данных), которая в настоящее время является наиболее актуальной проблемой в компьютерных науках. Будут разработаны интерактивные графические комплексы для работы с большими массивами гидрометеорологической, океанологической и навигационной информации, в том числе для автоматизации подготовки исходных данных, используемых в современных численных гидродинамических моделях атмосферы и океана. Для решения поставленной задачи предполагается использовать следующие методы и подходы:

• использование технологий консолидации для ассимиляции неоднородных метеорологических данных сверхбольшого объема, используемых в системах предсказания погоды;
• использования post и NoSQL баз данных для хранения, и обработки больших объемов гидрометеорологической информации;
• построение алгоритмов и перенос моделей гидродинамики, используемых для прогноза состояния атмосферы и океана на современные гибридные вычислительные системы;
• использование прямых вычислительных экспериментов для моделирования текущего состояния и прогноза динамики изменения состояния океана и атмосферы в локальных морских и глобальных океанских акваториях.

Одним из наиболее значимых результатов проекта будет создание основы для исследований Арктического региона и региона Балтийского моря на новом уровне, соединяющем новые возможности информационных технологий Big Data и современные подходы к решению задач гидрометеорологического моделирования. Реализация данного проекта будет способствовать решению проблемы автоматизации работы с большими объемами разнородных данных при создании информационных систем высокой сложности, а также позволит наиболее эффективно использовать сложные численные комплексы, предназначенные для моделирования состояния атмосферы и океана, что позволит решить задачу точного прогнозирования изменений климата в целом и аномальных атмосферных и океанских явлений – ураганов, наводнений, штормовых нагонов, засухи, гроз, шквалов - в частности.

Облачные технологии как путь к персональным супервычислениям

• Руководитель: Богданов А.Б.
• № 13-07-00747

Современные технологии виртуализации и сервис-ориентированной архитектуры позволяют не только объединять гетерогенные ресурсы, но и динамически управлять ими. Виртуальный суперкомпьютер – это концепция построения распределенного вычислительного комплекса, позволяющая эффективно решать масштабные задачи. Такой комплекс изолирует пользователя от ряда технических ограничений вычислительных устройств с помощью технологий виртуализации, позволяя варьировать характеристики вычислителей и балансировать нагрузку. Слой промежуточного программного обеспечения адаптирует комплекс под алгоритм решаемой задачи. Виртуальный суперкомпьютер предназначен для решения задач в установленные индивидуальным пользовательским соглашением сроки. Виртуальный суперкомпьютер, имея структуру гибридного облака, может при необходимости расширять свои вычислительные ресурсы и ресурсы хранения путем использования ресурсов публичных облаков, а также за счет других внешних сервисов. В целом, концепция виртуального суперкомпьютера позволяет консолидировать разнородные ресурсы в единый комплекс, который адаптируется под решение поставленной задачи с вычислительной точки зрения с учетом индивидуальных требований, определяемых пользовательским соглашением.