Основные направления деятельности Лаборатории информационных технологий (ЛИТ) связаны с обеспечением Института сетевыми, вычислительными и информационными ресурсами на базе Многофункционального информационно-вычислительного комплекса (МИВК) ОИЯИ, а также с математической и алгоритмической поддержкой широкого спектра исследований в области физики высоких энергий, ядерной физики, физики конденсированных сред и других направлений.
МИВК играет решающую роль в исследованиях, требующих современных вычислительных мощностей и систем хранения данных. Уникальность МИВК обеспечивается сочетанием всех современных информационных технологий: сетевой инфраструктуры с пропускной способностью до 4×100 Гбит/с, распределенной системы обработки и хранения данных, основанной на грид технологиях и облачных вычислениях, а также гиперконвергентной вычислительной инфраструктуры на жидкостном охлаждении для суперкомпьютерных приложений (суперкомпьютер «Говорун»).
На базе грид-инфраструктуры ОИЯИ действуют один из семи мировых грид-сайт уровня Tier-1 для обработки и долговременного хранения данных эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере (ЦЕРН), а также грид-сайт уровня Tier-2, который обеспечивает вычислительными мощностями и системами хранения данных эксперименты ALICE, ATLAS, CMS, LHCb в ЦЕРН, эксперименты NICA, NOvA, ILC и других крупномасштабных международных экспериментов, а также поддержку пользователей лабораторий ОИЯИ и стран-участниц.
Для обработки и хранения данных экспериментов, проводимых в ОИЯИ, на базе платформы DIRAC создана гетерогенная вычислительная среда, объединяющая все компоненты МИВК. Основными пользователями платформы являются эксперименты мегасайенс-проекта NICA, а также нейтринный эксперимент Baikal-GVD.
Облачная инфраструктура ОИЯИ является универсальной компонентой МИВК, предназначенной для предоставления вычислительных ресурсов и размещения информационных и вычислительных сервисов. Основными и наиболее ресурсоемкими потребителями этих ресурсов являются научные проекты Института, в частности нейтринные эксперименты Baikal-GVD и JUNO, а также эксперименты проекта NICA. На базе облачной инфраструктуры создана распределенная информационно-вычислительная среда облачных организаций стран-участниц ОИЯИ.
Одним из важнейших элементов МИВК является система хранения данных. В качестве основных систем хранения данных используются системы dCache и EOS для дисковых хранилищ, а для ленточных – Enstore и CTA. Многоуровневая система хранения данных обеспечивает как оперативное, так и долговременное хранение данных.
МИВК включает гетерогенную платформу HybriLIT, представляющую собой многокомпонентную систему, состоящую из суперкомпьютера «Говорун», учебно-тестового полигона, сетевых систем хранения данных, а также ряда специализированных полигонов. Платформа предназначена для проведения высокопроизводительных и ресурсоемких расчетов, обучения нейросетевых моделей, разработки параллельных приложений, квантовых алгоритмов. Суперкомпьютер назван в честь Н. Н. Говоруна и является основным ресурсом для высокопроизводительных вычислений. Суперкомпьютер «Говорун» представляет собой гиперконвергентную программно-определяемую систему с многоуровневой системой хранения и обработки данных, построенной на основе уникальных серверных решений на жидкостном охлаждении от компании РСК. В число задач, решаемых на суперкомпьютере, входят расчеты для экспериментов на NICA, квантовой хромодинамики, изучения свойств атомов сверхтяжелых элементов, радиационной безопасности установок ОИЯИ, а также проведение исследований в области радиационной биологии.
Традиционно одним из важных направлений деятельности ЛИТ является обеспечение вычислительной, алгоритмической и программной поддержки подготовки и реализации экспериментальных и теоретических исследований, проводимых с участием ОИЯИ, разработка, развитие и использование вычислительных методов для моделирования сложных физических систем, изучаемых в рамках проектов ПТП ОИЯИ. Осуществляется разработка математических методов и программного обеспечения, в том числе на основе алгоритмов машинного и глубокого обучения, для моделирования физических процессов и экспериментальных установок, обработки и анализа данных экспериментов в области физики элементарных частиц, ядерной физики, физики нейтрино, радиобиологии и др. Особое внимание уделено созданию систем распределенной обработки и анализа данных экспериментов и информационно-вычислительных платформ поддержки исследований, проводимых в ОИЯИ и других исследовательских центрах.
Главным направлением в моделировании сложных физических систем, включая состояния плотной ядерной материи и квантовые системы, является разработка методов, комплексов программ и проведение численного исследования на основе решения соответствующих систем нелинейных, пространственно-многомерных интегральных, интегро-дифференциальных или дифференциальных уравнений в частных производных с большим количеством параметров, характеризующихся наличием критических режимов, бифуркаций и фазовых переходов с комплексным применением методов вычислительной физики, квантовой теории информации и гибридных квантово-классических методов программирования.
Одним из важных направлений деятельности лаборатории является развитие Цифровой экосистемы ОИЯИ, интегрирующей существующие и перспективные сервисы поддержки научной, административной и социальной деятельности, а также сопровождение инженерной и IT-инфраструктур Института.
Особое внимание уделяется подготовке высококвалифицированных IT-специалистов, способных разрабатывать алгоритмические и программные решения для научных мегасайенс-проектов. На базе учебно-тестового полигона HybriLIT проводятся учебные курсы по технологиям параллельного программирования и машинного и глубокого обучения. Ежегодно для студентов бакалавриата и магистратуры проводится школа по информационным технологиям, направленная на вовлечение молодых специалистов в решение задач различных областей науки с применением высокопроизводительных и распределенных вычислений, методов и алгоритмов анализа данных, современных информационных технологий.
ЛИТ ОИЯИ традиционно организует международную конференцию «Распределенные вычисления и грид-технологии в науке и образовании», которая стала первой в стране местоположения ОИЯИ – России и остается единственной конференцией такого рода в РФ, а также и международную конференцию «Математическое моделирование и вычислительная физика» и ряд других крупных научных конференций и мероприятий.
