ПРОЦЕССор пошел

Источник материала:

Союзное государство Беларуси и России входит в пятерку ведущих мировых держав в области создания суперкомпьютеров.

Нередко из уст некоторых аналитиков можно услышать, будто уровень научно-технологического развития Беларуси и России безнадежно отстает от так называемых развитых стран. Однако такая оценка основана, мягко говоря, на весьма субъективных подходах. Ведь за последние несколько лет совместные белорусско-российские инновационные разработки внесли огромный вклад в развитие информатики, машиностроения, оптики, электроники, металлургии, энергосбережения и высоко оценены на международном уровне. Настоящий прорыв ученые двух стран совершили в развитии суперкомпьютерных технологий, разработав в рамках одноименной программы Союзного государства суперкомпьютерные системы семейства «СкиФ».

Ее важнейший практический результат – выпуск шестнадцати образцов кластерных конфигураций с пиковой производительностью в диапазоне от десятков миллиардов до нескольких триллионов операций в секунду, которые использовались для отладки программного обеспечения и для реальных вычислений в интересах предприятий и учреждений России и Беларуси. Среди 50 установленных в СНГ суперЭВМ с производительностью от 1 Tflops и выше 16 – это суперЭВМ семейства «СКИФ» и системы, использующие эти решения.

На практике союзные суперкомпьютеры находят самое широкое применение в различных отраслях. Например, мощности машины «СКИФ К-500», работающей в Объединенном институте энергетических и ядерных исследований «Сосны» Национальной академии наук Беларуси, вполне могут быть задействованы для научного сопровождения строительства белорусской АЭС. А лаборатория синтеза технических систем Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси успешно сотрудничает с белорусскими машиностроителями. К примеру, производственники поставили перед учеными задачу разработать методику и провести виртуальные испытания гидротрансформатора – важнейшей детали автоматической коробки передач большегрузных транспортных средств. Этот узел изготавливается с высочайшей точностью, и от его формы зависит расход топлива и КПД машины. Чтобы выдать прогноз, даже суперкомпьютеру нужно «трудиться» от двух часов до нескольких дней. Тем не менее это на порядок дешевле и быстрее, чем при старых методах расчетов и испытаний.

В рамках союзных программ очень многое сделано в области исследований космического пространства. На смену успешным программам «Космос-БР», «Космос-СГ» и «Космос-НТ» пришли проекты «Нанотехнологии-СГ» и «Стандартизация-СГ», цель которых – внедрение самых передовых инновационных разработок в этой отрасли. И здесь способности и возможности суперкомпьютеров тоже весьма кстати.

Среди проблем, которые удалось решить с помощью сверхпроизводительной вычислительной машины, – поиск лекарств для лечения ВИЧ-инфекции подтипа А1. Известно, что у вируса есть петля V3, с помощью которой он и прикрепляется к здоровой клетке. Задача ученых – блокировать этот важный фрагмент оболочки вируса, как это делают антитела, вырабатываемые в организме человека. Заманчиво создать аналогичные таким антителам лекарства. Проблема в том, что эта петля постоянно модифицируется. Соответственно, большинство антител теряют способность противостоять вирусу.

– Но мы предположили: у петли V3 должны быть неизменяющиеся участки, – пояснил доктор химических наук Александр Андрианов. – Они-то и отвечают за прикрепление вируса к клетке в организме человека. С ними же взаимодействуют и антитела, нейтрализуя вирус. Следовательно, нужно эти участки найти, а затем выявить химические соединения, которые могли бы имитировать функцию антитела и нейтрализовать вирус.

Если бы поиск велся традиционными методами, что называется, с помощью пробирок, на это потребовалось бы несколько лет. Современные биотехнологии строятся на применении кибернетических, то есть виртуальных, технологий. В ходе одного только эксперимента, направленного на поиск аналога универсального антитела к вирусу иммунодефицита человека, белорусским химикам пришлось исследовать возможное взаимодействие белка оболочки вируса с 17 миллионами известных в настоящее время химических соединений. Даже при быстродействии в миллиарды операций в секунду суперкомпьютеру пришлось месяц работать над решением задачи. Он выбрал соединение, которое в компьютерном эксперименте могло нейтрализовать петлю V3 вируса. Противовирусное действие этого соединения впоследствии подтвердили медицинские эксперименты, проведенные в Республиканском научно-практическом центре эпидемиологии и микробиологии. В прошлом году ученые с помощью суперкомпьютера сообща проверили вероятную противовирусную активность 12 потенциальных препаратов. Дни и недели супер-скоростных вычислений показали, что два-три соединения могут быть эффективны против СПИДа. На их базе продолжится конструирование новых лекарственных форм. Сам Александр Андрианов считает, что антиВИЧ-агенты с новыми механизмами действия могут быть разработаны уже через 3–5 лет.

Ну а в этом году уже сможет заработать новая суперкомпьютерная программа Союзного государства «СКИФ-недра». Само название говорит о ее специализации. Обрабатывая огромный массив разнообразной информации, суперкомпьютер даст предприятиям нефтегазового комплекса Беларуси и России рекомендации, как в разы сократить количество разведочных скважин и повысить отдачу нефтяных пластов.