Вычислительный центр Санкт-Петербургского государственного университета

Санкт-Петербургский государственный университет – старейший вуз России, основанный в 1724 году. За 287 лет существования СПбГУ закрепил за собой право называться также одним из лучших вузов России: богатое историческое прошлое, современная широкая исследовательская деятельность, активное развитие и новаторство позволяют СПбГУ находиться на передовых рубежах российской науки.

На сегодняшний день в Санкт-Петербургском университете более 30 тысяч студентов, обучающихся на 24 факультетах, работают 13 тысяч сотрудников, почти 6 000 преподавателей (1500 докторов наук, почти 3 000 кандидатов наук, более 40 академиков государственных академий) представителей 304 кафедр.

Подробности проекта

С 2010 г. в Санкт-Петербургском государственном университете функционирует Вычислительный центр, созданный в рамках проекта по созданию сети ресурсных центров в университете. 

Вычислительный центр СПбГУ расположен в Петродворцовом учебно-научном комплексе. Базой для создания центра стал Петродворцовый телекоммуникационный центр (ПТЦ) Управления-Службы информационных технологий (УСИТ) Университета. Во многом благодаря опыту и наработкам сотрудников УСИТ в короткий срок был установлен и запущен в работу новый вычислительный комплекс, поставленный в конце 2010 г. компанией Hewlett-Packard в рамках Программы развития СПбГУ. В пусконаладочных работах активное участие принимали специалисты компаний «Инлайн Груп» и НР. Именно они реализовали расширение существующего кластера, провели развертывание аппаратной платформы, шефмонтаж, запуск, а также настройку ПО, включая платформу виртуализации.

Сейчас Вычислительный центр способен решать задачи учебно-научного характера, управлять приложениями, поддерживающими административно-хозяйственный и учебный процессы университета. Существенное увеличение мощностей позволило перейти от пробных расчетов к реальным моделям. Большую потребность в использовании ресурсов суперкомпьютера испытывают представители  таких научных дисциплин, как материаловедение, биология, физика, химия и медицина. В своих исследованиях они обращаются к квантовой химии, к расчетам сложных многоатомных систем по компьютерному моделированию кристаллических твердых тел, полимерных систем и суперразветвленных полимеров. При этом используются пакеты прикладных программ CRYSTAL, GAMESS, Accelrys Materials Studio, COMSOL, WIEN2k, HyperChem. Моделирование таких реальных систем из нескольких сотен атомов требует надежных и потому довольно сложных расчетных методов и мощных вычислительных ресурсов.

В 2011 г. выросло количество используемых пакетов прикладных программ – в дополнение к перечисленным выше начали использоваться Ansys, MatLab, VORPAL, abinit и другие.

Чтобы создать комфортные условия работы с некоторыми приложениями, был реализован  удаленный доступ через специальный Web-интерфейс. Этот сервис предоставляет сотрудникам и студентам университета возможность ставить в очередь на исполнение свои задачи и получать результаты непосредственно со своего рабочего места. С развитием такого подхода появляется возможность предоставлять ресурсы с применением технологии виртуальных машин. Виртуальная машина, полученная пользователем по заявке, представляет собой полноценное рабочее место на базе выбранной платформы (Windows или Linux), позволяет проводить отладку своих программ, выполнять расчеты и использовать большой набор готовых программ. Пользователю также доступны все высокопроизводительные ресурсы из среды виртуальной машины. Установка задач на вычислительных кластерах, получение и хранение данных, их дальнейшая обработка возможны не только из сети университета, но и из других сетей. Система устроена так, что несколько виртуальных машин могут иметь общие дисковые устройства для хранения данных рабочей группы или подразделения университета.

В октябре 2011 г. Вычислительный центр СПбГУ впервые вошел в список Тор50 самых мощных компьютеров СНГ. Университетский центр расположился на 22-й строчке рейтинга с пиковой производительностью 40,14 терафлоп/с и производительностью на тесте Linpack 17,66 терафлоп/с. СПбГУ – пятый среди высших учебных заведений в этом рейтинге и единственный в Санкт-Петербурге.

«Вычислительный центр СПбГУ» имеет следующую структуру:

Среда доступа, реализованная с помощью современных технологий облачных вычислений. Доступ к ресурсам возможен с любого компьютера с помощью стандартных программ. С частью программ можно работать, применяя Web-интерфейс. Также при работе с виртуальным компьютером можно использовать локальные ресурсы (печать, HDD, USB-устройства).

Среда высокопроизводительных вычислений: четыре типа вычислительных кластеров (стандартный кластер от компании «Т-Платформы», а также два гибридных кластера с графическими ускорителями NVIDIA, кластер серверов с SMP-архитектурой (DL980)  и кластер виртуальных машин, все на базе серверов и СХД фирмы НР).

Комплекс пакетов прикладных программ.

Средства мониторинга и администрирования.

Вспомогательная инженерная инфраструктура.

Илья Горбунов, начальник Управления-Службы информационных технологий СПбГУ: «Новый центр построен так, чтобы обеспечить мощными вычислительными ресурсами всех, кому они необходимы. В ресурсном центре создается большая библиотека необходимых для работы пакетов прикладных программ. Эти пакеты устанавливаются с учетом особенностей оборудования, требований исследователей. В отличие от традиционных вычислительных центров, где главной задачей была только эффективная работа оборудования/техники, в нашем ресурсном центре формируется единая рабочая среда, направленная на решения проблем пользователей, для эффективной работы научных сотрудников, преподавателей и студентов.

Построение центра с использованием виртуализации, консолидацией серверов, соединением разных систем в единый комплекс уменьшает затраты на обслуживание, существенно сокращает расходы на электроэнергию (до 50%), позволяет при необходимости объединять имеющиеся вычислительные мощности для решения больших задач, разумно использовать емкость хранения данных».