В рамках международной школы по программной инженерии Erasmus+, ЮУрГУ посетил Андрей Черных, профессор научного центра города Энсенады (Мексика), руководитель лаборатории проблемно-ориентированных облачных сред ВШ ЭКН ЮУрГУ. Он провел лекцию о принципах организации «Зеленых вычислений» (Green Computing), в которой рассказал каким образом планирование выполнения заданий в облачных вычислительных системах может влиять на энергопотребление, и как можно управлять этими процессами. В рамках его визита, мы обсудили, в чем заключается суть грин-компьютинга, будущее облачных сред и их развитие в нашем университете.
– Вы провели лекцию по грин-компьютингу. В чем заключается суть этой тенденции?
– Действительно, появилось такое красивое слово «грин-компьютинг», но это не означает, что их надо красить в зеленый цвет. Количество компьютеров растет во всем мире. Их мощность увеличивается, появляются суперкомпьютеры, самый большой суперкомпьютер в мире включает 10 миллионов ядер, то есть компьютер занимает пространство примерно стадиона. Для того, чтобы питать его электрической энергией недостаточно розетки, нужно строить специальную электростанцию. Он может потреблять столько же энергии, сколько целый город. Таких компьютеров строят огромное количество, это жестокая необходимость развития науки.
Компьютеры стали своего рода новой методологией науки, появилось понятие моделирование, которое расширяет методы научного познания: наблюдения, гипотезы, и эксперимента. Сейчас реальный эксперимент во многих случаях заменен моделированием. Наука из-за такой возможности стала получать решения проблем значительно быстрее. Цивилизация стала ускоряться в своем развитии. То, что раньше занимало 100 лет, сейчас занимает всего 5.
Большое количество компьютеров, с одной стороны, это благо, но с другой стороны, они могут разрушать экосистему. Они потребляют большое количество энергии, на это уходит нефть, газ, натуральные ресурсы, которые не восполняются. Грин-компьютинг – это тенденция сократить негативное влияние компьютерных технологий на окружающую среду, то есть отказ от химически опасных или агрессивных элементов при производстве, и стремление к минимизации потребления энергии. Мы занимаемся частью, которая является алгоритмической. Дело в том, что при том же оборудовании мы можем снизить потребление энергии специальными алгоритмами, которые оптимизируют потребление энергии. Та лекция, которую я прочитал, о том, какие тенденции и алгоритмы существуют, чтобы снизить потребление энергии. Грин-компьютинг не относится к источникам энергии, он относится к сфере, связанной с компьютерами. Здесь есть два основных направления: построить компьютер, который сам по себе мало потребляет или разработать оптимизирующее программное обеспечение.
– Как проходит процесс минимизации?
– Есть простые алгоритмические эффекты. Например, внутри компьютера есть сервер, в котором есть два процессора, каждый по четыре ядра. Нужно решить две задачи. Я могу назначить эти задачи на два разных процессора, а могу на один. Если я назначаю на два, то они оба включаются и одно только включение – 60% потребления энергии процессора. Потом, когда начинается выполнение задач, тратится еще 10%. Вместе получается 140%. Если же мы назначим выполнение задач на один процессор, то включается он один раз, это 60%, плюс 20%, что вместе дает 80%. Это пример на пальцах. На самом деле существует много уровней оптимизации, разные техники.
– Недавно вы стали руководителем лаборатории проблемно-ориентированных облачных сред в ЮУрГУ. Расскажите, что из себя представляют облачные среды?
– Это интересная тенденция во всем мире. Когда-то, когда у вас на руках был компьютер, вы им пользовались, устанавливали системы, программы, покупали их, работали. Потом через какое-то время наступает момент, когда вам нужно купить, например, новую офисную или графическую программу, вы пытаетесь ее установить, а мощности компьютера уже не хватает. Что вы делали? Выбрасывали, покупали новый, более совершенный, устанавливали все необходимое. Это происходило каждые 3-4 года. С облачными средами все иначе. Идея простая – провайдер строит огромную систему и говорит: «Вам нужен компьютер? Зайдите на сайт, где находится вход в облако, и выбирайте нужный компьютер, с нужными характеристиками. Кликаете и на вашем экране появляется окошко этого компьютера. Платить вы будете только за то время, что использовали этот виртуальный компьютер. Эта тенденция очень сильна, множество компаний и университетов отказываются от собственных суперкомпьютеров, переходя на облачный сервис. Правда, во всем мире также и опасаются этой технологии, потому что человек не знает, где и что происходит.
– Как это соотносится с информационной безопасностью?
– Пониженная информационная безопасность поначалу считалась главным недостатком этой технологии. По законодательству большинство стран мира не допускают, чтобы документы государственной важности хранились в «облаках». Однако довольно быстро после появления облачных сервисов появилось разделение на частные и публичные облака. Хотя до сих пор проблема надежности, безопасности остается. И наша группа занимается в том числе исследованиями того, как можно повысить безопасность в облачных вычислениях.
– Как вы считаете, как облачные среды будут развиваться в ЮУрГУ?
– Тенденция во всем мире – переход на облачные вычисления. Суперкомпьютер – это ручка, инструмент в руках у человека. Использование суперкомпьютера обязательно, но он не может решать проблемы без человека.
Облачные вычисления предоставляют разнообразный сервисы от компьютеров и прикладных пакетов до почты и текстовых редакторов. Провайдеры декларируют, что ресурсы бесконечны. И это привлекает пользователей.
– Какие у вас впечатления от ЮУрГУ?
– Совершенно другой образ университета, чем был у меня, когда я учился или приезжал 10-15 лет назад. Сейчас я вижу, как студенты работают, как они горят. Профессора пришли молодые, которые могут сделать что-то совершенно другое. Я очень рад, что меня пригласили возглавить лабораторию, потому что люди, которые меня сейчас окружают, с большим кругозором, они активные, думающие и воодушевлены своими исследованиями. Те, с кем я сталкиваюсь, имеют цели, которые рано или поздно принесут очень хорошие результаты. Талантливых людей здесь намного больше, чем на западе. То, что сейчас происходит в стране с Проектом 5-100, это поворотный момент, который заставляет людей поменять свое отношение к учебе, работе, отношение к результатам своей деятельности.
.jpg)
