25–26 ноября в Лаборатории информационных технологий им. М. Г. Мещерякова состоялось рабочее совещание «HybriLIT Workshop 2025. Towards Efficient Scientific Computing». Центральной темой обсуждения стали перспективы развития гетерогенной вычислительной платформы HybriLIT и суперкомпьютера «Говорун». Мероприятие было приурочено к 70-летию Объединенного института ядерных исследований и 60-летию ЛИТ ОИЯИ.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

С приветственным словом к участникам семинара обратился директор Лаборатории информационных технологий Сергей Шматов. Он отметил значимость вычислительной инфраструктуры, создание и поддержание которой, по его словам, требует существенных финансовых и интеллектуальных ресурсов. «Любое “железо” мертво без пользователей, — подчеркнул директор ЛИТ, — поэтому для нас особенно ценно видеть растущий интерес к вычислительной инфраструктуре ОИЯИ». Сергей Шматов выразил надежду, что семинар поможет участникам не только узнать о возможностях HybriLIT, но и научиться эффективно применять эти ресурсы для проведения научных исследований.

Научный руководитель ЛИТ Владимир Кореньков в своем выступлении охарактеризовал СК «Говорун» как центральный элемент вычислительной инфраструктуры Института. «Наш суперкомпьютер — это “яркая звезда”, которая освещает нам путь в будущее. Его значение будет продолжать расти по мере развития параллельных и распределенных вычислений», — подчеркнул Владимир Кореньков. По его мнению, важной стратегической задачей ЛИТ является создание универсальной и комфортной среды для пользователей, решающих различные научные задачи.

О возможностях гетерогенной платформы HybriLIT рассказал научный сотрудник ЛИТ Максим Зуев. В первой части своего доклада он представил актуальные технические характеристики СК «Говорун». В результате последней модернизации пиковая производительность суперкомпьютера выросла до 2,2 Петафлопс для вычислений с двойной точностью и 58 петафлопс для вычислений с половинной точностью (для задач искусственного интеллекта), а общий объем сверхбыстрой части иерархической системы хранения данных достиг 10,6 петабайт. Такие улучшения характеристик призваны существенно сократить время выполнения ресурсоемких задач.

Максим Зуев отметил, что вычислительные ресурсы «Говоруна» формируют критически важную инфраструктуру для научной программы ОИЯИ и активно используются для:

• обработки и анализа больших объемов данных для мегасайенс-проекта NICA, ресурсоемких расчетов в ядерной физике, обработке радиобиологических экспериментальных данных и других задач ОИЯИ;
• высокопроизводительных вычислений для задач квантовой хромодинамики и моделирования сложных физических систем;
• разработки и применения передовых алгоритмов, включая методы глубокого и машинного обучения, а также квантовых вычислений.

В завершение своего выступления Максим Зуев представил статистику по использованию гетерогенной платформы. Сегодня пользовательская база HybriLIT насчитывает 357 человек. Ученые из организаций государств-членов ОИЯИ составляют треть от всего числа пользователей. За все время работы суперкомпьютера «Говорун» было выполнено 14 миллионов задач, на которые было затрачено почти 112 миллионов ядро-часов. А полученные с использованием ресурсов СК «Говорун» научные результаты были отражены в 509 публикациях пользователей, при этом две из них в журнале Nature Physics.

Одним из основных компонентов любого вычислительного кластера является пользовательский интерфейс, который представляет собой связующее звено, организующее работу пользователей с прикладным программным обеспечением, системой управления ресурсами, а также системой хранения и обработки данных. Ведущий программист ЛИТ Дмитрий Беляков выступил с докладом, посвященным особенностям интерактивной работы с пользовательскими интерфейсами HybriLIT. Кроме того, он представил обзор систем хранения и обработки данных, реализованных на платформе.

Для обеспечения работ по созданию методов и алгоритмов машинного и глубокого обучения, а также для анализа и визуализации данных, в программно-информационной среде платформы HybriLIT развернута экосистема ML/DL/HPC. Подробнее об экосистеме и сервисах для работы с данными прикладных исследований рассказала начальник сектора гетерогенных вычислений и квантовой информатики ЛИТ Оксана Стрельцова.

В программно-информационной среде гетерогенного кластера также существует сервис HLIT-VDI, который предназначен для работы с прикладным программным обеспечением, использующим развитые графические интерфейсы. О принципах работы с пакетами прикладных программ COMSOL, MATLAB, Wolfram Mathematica и Maple рассказал инженер-программист второй категории ЛИТ Михаил Матвеев.

Подробной информацией о том, как стать пользователем платформы HybriLIT, с участниками рабочего совещания поделилась инженер-программист ЛИТ Шушаник Торосян.

Ряд докладов был посвящен практическому использованию вычислительных ресурсов и сервисов HybriLIT. В частности, старший научный сотрудник ЛТФ ОИЯИ Дипаян Сен представил сравнительное исследование методом DFT адсорбции сверхтяжелых элементов коперниция и флеровия и их более легких гомологов ртути и свинца на поверхности селена. Ведущий научный сотрудник ЛТФ Мирослав Ильяш рассказал о методах вычислительной молекулярной физики, уделив особое внимание пакетам прикладных программ с открытым исходным кодом, которые пользователи СК «Говорун» могут использовать в своей научной работе.

Старший научный сотрудник ЛИТ Константин Чижов в двух докладах поделился своим опытом использования СК «Говорун» для Монте-Карло моделирования в Geant4 для сложных моделей, а также использования GPU-компоненты суперкомпьютера для обучения нейросетевых моделей на Pytorch. Старший научный сотрудник ЛИТ Сара Шадмехри рассказала о новых модификациях веб-сервиса для автоматизации анализа радиационно-индуцированных фокусов в клеточных ядрах MOSTLIT, разрабатываемого совместно с ЛРБ. Инженер-программист ЛИТ Анастасия Аникина представила развернутый на ресурсах экосистемы ML/DL/HPC полигон для работы с медицинскими данными в рамках совместного проекта ЛИТ, ЛТФ и ФМБА. Основные подходы к ускорению вычислений в Python с использованием библиотеки NumPy и JIT-компилятора Numba рассмотрела младший научный сотрудник ЛИТ Адиба Рахмонова. Старший научный сотрудник ЛИТ Алла Боголюбская представила результаты исследования основного состояния модели Изинга с продольным магнитным полем для двумерных и трехмерных решеток различных размеров, которые были выполнены на квантовом полигоне гетерогенной платформы HybriLIT.

Для участников рабочего совещания также были организованы практические занятия по использованию пакетов программ в области молекулярной физики (Мирослав Ильяш), продемонстрированы возможности экосистемы ML/DL/HPC для разработки алгоритмов на основе методов машинного обучения и глубокого обучения (группа HybriLIT) и возможности языка программирования Julia для исследования многопараметрических моделей, описываемых системами нелинейных дифференциальных уравнений (Максим Башашин и Михаил Матвеев).

26 ноября в заключительной части рабочего совещания заместитель директора ЛИТ по научной работе Дмитрий Подгайный в рамках круглого стола с пользователями рассказал о планах по развитию гетерогенной платформы HybriLIT.