Вычислительный кластер

Bысокопроизводительныe вычисления в МГТУ им.Н.Э.Баумана

Высокопроизводительные вычисления, или НРС, всегда была актуальны, но в последние годы их значимость растет. НРС становятся более важной проблемой, поскольку все больше задач моделирования и дизайна решается с помощью высокопроизводительных суперкомпьютеров.

Инфраструктура по высокопроизводительным вычислениям в МГТУ им.Н.Э.Баумана:

• Основной кластер МГТУ - проводяться исследования производительности кластерных установок, а так же решаются прикладные задачи для высокопроизводительных компьютеров
• Центр компетенции IBM по маинфреймам - академический центр компетенции IBM в области больших вычислительных машин
• Вычислительный кластер ННС

Вычислительная инфраструктура

В рамках развертывания кластерного хаба совместно с компанией «Т-платформ» разработана концепция формирования вычислительной инфраструктуры типового научно-образвоательного центра по направлениям нанотехнологий и реализуется программа подготовки специалистов, ориентированных на использование высокопроизводительных вычислений.

В рамках информационно-аналитической системы наноиндустрии создается сеть ресурсных информационных центров по направлениям ННС. Обеспечивается доступ к центрам коллективного пользования, вычислительным кластерам и формируется распределенная GRID ННС. Цель создания GRID ННС - обеспечение географически распределенных научных и инженерных коллективов - участников национальной нанотехнологической сети (ННС) возможностью эффективного удаленного использования информационной, коммуникационной и вычислительной инфраструктуры. Среди участников проекта:

• НИИ ядерной физики имени Д.В.Скобельцына МГУ имени М.В.Ломоносова,
• Российский научный центр "Курчатовский институт",
• Объединенный институт ядерных исследований,
• Петербургский институт ядерной физики им. Б.П.Константинова РАН.

Ядром системы является Кластер РНЦ «Курчатовский институт»

22 января 2009 года прошел первый семинар по программе «Университетский кластер» на котором были объявлены участники первого этапа программы, определен план реализации проекта и представлены отдельные пилотные проекты университетов- участников. Для информационно-коммуникационного сопровождения проектов по направлениям наноинженерии и их обеспечения высокопроизводительными вычислительными ресурсами в НОЦ «Наносистемы» развернут многофункциональный вычислительный кластер с удаленным доступом. В настоящее время в НОЦ реализуется ряд проектов в области высокопроизводительных вычислений (научный руководитель – профессор Л.А.Зинченко), визуального проектирования и системного анализа сложных систем (рук. А.И.Власов).

Учебный процесс

• Программа для школьников предназначена для учащихся 10-11 классов (возможно и более младших, отбор по собеседованию) общеобразовательных средних школ естественно - научного, физико-математического и подобных профилей. Учащимся профильных физико-математических школ предоставляется возможность познакомиться с основами высокопроизводительных вычислений в области нанотехнологий.

• Образовательные программы подготовки специалистов в области высокопроизводительных кластерных вычислений в наноинженерии реализуются в рамках подготовки специалистов и бакалавров/магистров по направлению "Проектирование и технология производства ЭС" (кафедра Иу4). Программа включает в себя курс "Основы конструкторско-технологической информатики".

• Магистерские программы ориентированы на изучение системного программирования, проведение исследований разнообразных электромагнитных волн, химических процессов в наносистемах, моделирования и проектирование различных инженерных задач в оптике, например проектирование фотонных кристаллов, волноводов и резонаторных систем.

• В распряжение аспирантов предоставляется доступ к вычислительным ресурсам кластера, у них появляется возможность моделировать и проводисть расчеты для своих проектов с помощью установленнного на кластере программного обеспечения, а так же учавствовать в разрабтке прикладного ПО.

Научные исследования

Основные направления научных исследований:

• 

  MIT Photonic Bands – свободно распространяемый пакет программ для расчета электромагнитных волн в периодических диэлектриках. Это может быть использовано для решения различных инженерных задач в оптике, например проектирование фотонных кристаллов, волноводов и резонаторных систем.

• 

  Synopsys TCAD - программный комплекс, предоставляющий возможности для конструкторско-технологического моделирования, приборного моделирования, моделирования технологических операций при формировании субмикронных полупроводниковых структур СБИС, моделирования электрических характеристик полупроводниковых структур СБИС.

• 

  Пакет NWChem позволяет исследовать вопросы химических процессов с применением теоретических методов для прогнозирования: структуры и свойств.

• 

  Scilab — пакет прикладных математических программ, предоставляющий мощное открытое окружение для инженерных (технических) и научных расчётов. Scilab имеет схожий с MATLAB язык программирования. В состав пакета входит утилита, позволяющая конвертировать документы Matlab в Scilab.

• Приглашаем всех желающих (абитуриентов, студентов, аспирантов и преподавателей) присоединиться к реализации проектов по разработке прикладного ПО для высокопроизводтиельных вычислений в области наноинженерии с использованием языка программирования C/C++ и технологий MPI, OpenMP, CUDA.

2011	Спецификация оборудования лаборатории
2011	Реализуемые методики
2011	Технический регламент работы пользователя с системой TCAD
2011	Технический регламент работы пользователя с системой MIT Photonic Bands
2010	Мастер-класс "Применение высокопроизводительных вычислений в наноинженерии"