0
0
Червоненкис, Галушкин и Ляпунов: как работают суперкомпьютеры и зачем они нужны России
После того, как дроны начали атаковать дата-центры крупных российских компаний, под угрозой оказались ценнейшие вычислительные ресурсы страны — суперкомпьютеры. Почему они «супер», как работают, сколько стоят и каким целям служат — разбирался «Север-Пресс».
Что такое суперкомпьютер
Суперкомпьютер — это вычислительная система экстремально высокой мощности. Она берется за те задачи, которые обычный персональный компьютер (ПК) и даже мощный сервер не решат и за несколько лет: моделирование сложных процессов, анализ огромных массивов данных, прогнозирование климата, разработка новых лекарств или материалов.
«Представьте, что инженерам необходимо проверить, выдержит ли новый самолет экстремальные нагрузки. Можно построить опытный образец и провести испытания, но это дорого и долго. Другой вариант — создать компьютерную модель и заранее просчитать, как поведет себя конструкция в разных условиях. Именно для таких задач используют суперкомпьютеры».
Вячеслав Коэн
владелец ИТ-компании Usertech
Какая начинка у суперкомпьютеров
Суперкомпьютер представляет собой объединение множества мощных серверов в единый комплекс. Каждый такой сервер отвечает за свой участок расчетов, узлы системы обмениваются полученными данными. Именно такая архитектура позволяет справляться с задачами, решение которых на стандартном компьютере заняло бы слишком много времени.
Основу суперкомпьютера составляют вычислительные серверы, высокоскоростная сеть и системы хранения данных. Для многих задач в сфере ИИ применяются графические процессоры (GPU), способные одновременно выполнять большое количество вычислений. Однако простого объединения множества мощных серверов недостаточно. Если сеть или хранилище не успевают передавать данные, процессоры будут простаивать в ожидании, вместо того чтобы выполнять вычисления.
«Размещать такой комплекс нужно в специально подготовленном помещении. Требуются надежное электроснабжение, резервное питание, охлаждение, противопожарные системы и постоянный мониторинг. Для оборудования с высоким тепловыделением применяют жидкостное охлаждение. Не менее важна команда инженеров: суперкомпьютер нужно не только запустить, но и регулярно обслуживать, обновлять и настраивать под задачи пользователей».
Вячеслав Дегтярев
руководитель по развитию продуктовых решений «К2 НейроТех»
При этом суперкомпьютер далеко не всегда превосходит по скорости обычный ПК. К примеру, запускать на нем игры или работать с документами практически не имеет смысла. Его преимущество раскрывается в задачах, которые можно разбить на множество вычислений и выполнять параллельно.
Как измеряют мощность суперкомпьютеров
Мощность суперкомпьютеров обычно измеряют в петафлопсах. Один петафлопс означает квадриллион (1 000 000 000 000 000, или один миллион миллиардов) математических операций в секунду.
«Представить такое количество сложно, поэтому для сравнения возьмем привычную технику. Средний ноутбук стоимостью около 50 тысяч рублей способен выполнять примерно 1–2 триллиона операций в секунду на встроенном графическом чипе. У мощного игрового компьютера за 300 тысяч рублей этот показатель может достигать 50–60 триллионов. А российский суперкомпьютер «Червоненкис» «Яндекса» показал результат в 21,53 квадриллиона операций в секунду, то есть примерно в 400 раз больше».
Вячеслав Коэн
владелец ИТ-компании Usertech
Сравнение довольно условное: производительность ноутбука и игрового ПК в данном случае оценивается при менее точных вычислениях, чем у суперкомпьютера. Поэтому судить по этим цифрам о том, во сколько именно раз он быстрее, нельзя.
«Червоненкис», «Галушкин», «Ляпунов»: какие суперкомпьютеры есть в России
Суперкомпьютер «Червоненкис» компании «Яндекс» считается самым мощным в России по данным последней редакции мирового рейтинга Top500 (июнь 2026 года). Его мощность составляет 21,53 петафлопса по тесту Linpack (101-е место).
Свое название он получил в честь ученого Алексея Яковлевича Червоненкиса. Советский и российский специалист в области информатики работал ведущим сотрудником Института проблем управления имени Трапезникова, а также занимал должность профессора в колледже Royal Holloway Лондонского университета.
В рейтинг вошли еще четыре российские машины: «Галушкин» и «Ляпунов» «Яндекса» (134-е и 161-е места), Christofari Neo и Christofari «Сбера» (167-е и 256-е места).
В октябре 2026 года работа дата-центров, где размещались все три системы «Яндекса», была остановлена. Позже стало известно, что суперкомпьютеры после атак БПЛА не пострадали. Их перевезли на новые площадки, а после запуска оборудование снова войдет в инфраструктуру сервисов компании и продолжит использоваться для обучения фундаментальных языковых моделей.
Научные суперкомпьютеры: какие есть в России
Суперкомпьютеры есть и в научно-исследовательских центрах. В рейтинге, составленном Научно-исследовательским вычислительным центром МГУ и Межведомственным суперкомпьютерным центром РАН, лидируют следующие системы:
Первое место занимает «Ломоносов-2», построенный для МГУ, с результатом 1849 терафлопсов (меньшая мера измерения, чем петафлопс, равная 1 триллиону операций в секунду) по тесту Linpack. На втором месте находится «Ломоносов» с 901,9 терафлопса, он тоже стоит в МГУ. На третьем — «Политехник РСК Торнадо» с 658,1 терафлопса.
«Отдельно стоит назвать «МГУ-270», так как его заявленная производительность достигает 400 петафлопс на задачах ИИ, но эту цифру нельзя напрямую сравнивать с Top500 (используются разные типы вычислений). Машина применяется для ИИ, биоинформатики, квантовой химии, анализа медицинских изображений, новых материалов и лекарств».
Лилия Ежова
кандидат экономических наук, доцент кафедры бизнес-информатики Финансового университета при правительстве РФ
Среди научных суперкомпьютеров выделяется «Оракул», созданный командой «К2 НейроТех» в Центре национальной технологической инициативы по новым функциональным материалам на базе Новосибирского государственного университета. Система помогает разрабатывать материалы с заданными свойствами и проектировать изделия для промышленных предприятий. Благодаря комплексу время выполнения сложных математических расчетов в Центре сократилось в среднем в 10–12 раз.
Чем суперкомпьютеры отличаются друг от друга
Даже самый мощный суперкомпьютер не всегда оказывается подходящим для конкретной задачи. Для обучения нейросетей, инженерных расчетов и обработки научных данных могут потребоваться разные конфигурации оборудования и программного обеспечения.
«У каждой системы своя специализация и архитектура. Например, «Червоненкис», «Галушкин» и «Ляпунов» заточены под задачи машинного обучения и анализа данных. Поэтому их часто используют в ИТ-сервисах и исследованиях в этой области. «Кристофари» и «Кристофари Нео» также ориентированы на корпоративные и исследовательские задачи, включая машинное обучение. «Ломоносов-2» традиционно задействован в фундаментальной науке и сложных инженерных расчетах».
Эльвира Рамазанова
кандидат технических наук, доцент кафедры математики и анализа данных Финансового университета при правительстве РФ
Где применяют российские суперкомпьютеры
Спектр применения суперкомпьютеров весьма широк:
- Наука и исследования: физика, химия, биология, климатология. Системы необходимы для моделирования сложных процессов и обработки результатов экспериментов.
- Промышленность и энергетика: моделирование процессов добычи, оптимизация производственных линий, разработка новых материалов. Суперкомпьютеры позволяют проверить конструкцию еще до изготовления опытного образца: рассчитать нагрузки, нагрев или движение воздуха вокруг изделия. Это дает возможность быстрее сравнивать варианты и сокращать количество дорогостоящих физических испытаний.
- Медицина: анализ медицинских изображений, моделирование биологических процессов, разработка препаратов. Можно смоделировать взаимодействие потенциального лекарственного вещества с определенным белком и выбрать наиболее перспективные соединения для исследований. Это ускоряет поиск кандидатов, хотя лабораторные испытания все равно необходимы.
- Финансы и страхование: оценка рисков, алгоритмическая торговля.
- Безопасность и оборона: криптография, моделирование сложных систем.
Сегодня одно из главных направлений использования суперкомпьютеров — искусственный интеллект: обучение моделей, обработка больших массивов данных и создание новых ИИ-сервисов. Однако сфера применения гораздо шире.
В энергетике суперкомпьютеры помогают моделировать процессы внутри реакторов, работу турбин и движение жидкостей. В авиации — исследовать аэродинамику и прочность конструкций. В материаловедении — изучать свойства новых сплавов.
«Суперкомпьютеры помогают исследовать процессы, которые сложно или дорого воспроизвести в лаборатории, и обрабатывать большие объемы экспериментальных данных. Например, ученые могут рассчитать поведение материала на уровне атомов или проверить, как меняются свойства вещества при разных условиях. Компьютерная модель не заменяет эксперимент, но помогает выбрать перспективные гипотезы и объяснить полученные результаты».
Вячеслав Дегтярев
руководитель по развитию продуктовых решений «К2 НейроТех"
Научные достижения с применением суперкомпьютеров
Хороший пример научных достижений, с которыми помог суперкомпьютер, — исследование ученых НИИ механики МГУ, опубликованное в 2024 году. С помощью «Ломоносова-2» специалисты моделировали распространение ударной волны в кристаллах меди с различными примесями.
«Если говорить проще, исследователи пытались понять, как добавление других элементов меняет поведение металла при сильном ударе. Для этого компьютер просчитывал движение атомов и их взаимодействие друг с другом. Полученные результаты помогают лучше понимать свойства материалов и могут использоваться при разработке сплавов, рассчитанных на экстремальные нагрузки».
Вячеслав Коэн
владелец ИТ-компании Usertech
Другой пример связан с исследованием молекулярных моторов — очень маленьких конструкций, способных совершать движение под воздействием света. Химики МГУ использовали «Ломоносов-2» для расчетов, которые помогли исследовать возможности создания более быстрых и эффективных таких систем.
Сколько стоит суперкомпьютер
Разница в стоимости суперкомпьютеров может достигать десятков раз. Точные расходы «Яндекса» на строительство своих систем неизвестны, но в 2021 году эксперты оценивали стоимость одного «Червоненкиса» в 7–10 млн долларов, или примерно 500–750 млн рублей по курсу на тот момент. На создание «МГУ-270», согласно данным Госзакупок, потратили не менее 2,8 млрд рублей.
При этом современные западные суперкомпьютеры могут стоить значительно дороже. Например, бюджет европейского JUPITER, запущенного в 2025 году, составляет 500 млн евро, включая приобретение оборудования и эксплуатацию. А контракт на строительство американского El Capitan оценивался в 600 млн долларов. Таким образом, стоимость самых передовых суперкомпьютеров достигает десятков миллиардов рублей. И даже после запуска они требуют значительных расходов на электроэнергию, охлаждение, обслуживание и замену оборудования.
Появятся ли в России новые суперкомпьютеры
Государственные планы уже предусматривают развитие этого направления. В марте 2026 года правительство утвердило дорожную карту, включающую подготовку плана создания новых и модернизации действующих суперкомпьютерных центров. Его реализацию планируют начать с 2027 года.
«Разработка российских суперкомпьютеров связана с несколькими проектами, находящимися на разных стадиях реализации. Сбербанк строит новый суперкомпьютер на площадке MegaDPC в Балаково, запуск которого запланирован на 2027 год; проектная электрическая мощность площадки составляет 82 МВт, что позволяет разместить 120 000 серверов и 3000 серверных стоек».
Юлия Камалова
старший преподаватель кафедры информационных технологий Финансового университета при правительстве РФ
Однако строительство таких систем сопряжено с рядом трудностей. Требуются современные процессоры и ускорители, высокоскоростные сети, специализированное программное обеспечение и подготовленные специалисты. Часть этого списка может быть затруднительно получить из-за санкций. Кроме того, необходимо обеспечить стабильное электроснабжение и эффективное охлаждение. Поэтому даже при наличии финансирования быстро создать современный суперкомпьютер непросто.
«Мировая гонка ушла к экзафлопсам, и российская повестка отвечает двумя трендами — строительством новых ИИ-центров на графических ускорителях и развитием отечественной элементной базы и инженерных компетенций, от которых зависит долгосрочная устойчивость всей суперкомпьютерной отрасли. Новые машины в стране появятся — вопрос лишь в их архитектуре и сроках».
Юлия Бузыкова
доцент кафедры информационных технологий Финансового университета при правительстве РФ
«Север-Пресс» выяснил у экспертов, в чем польза и вред ИИ и заменит ли он человека. Специалисты привели аргументы за и против таких технологий.
Читайте «Север-Пресс» в мессенджере «Макс».
0
0
Теги: