Версия для печати
Вернуться к списку

К 100-летию со дня рождения академика Дмитрия Евгеньевича Охоцимского: о концепции Национальной энергетической безопасности, инновационной суперкомпьютерной стратегии развития мировой энергетики на примере нефтегазовой отрасли и необходимости увеличения максимального возраста до 55 лет для избрания профессоров Российской академии наук

Вторая половина февраля 2021 года богата на научные события и юбилеи для российского и зарубежного научного сообщества. Отечественные и иностранные ученые восстанавливают и налаживают работу временно приостановленных во время пандемии совместных инвестиционных проектов. Среди ключевых направлений особое внимание уделяется, в т.ч., концепции национальной энергетической безопасности и вопросам суперкомпьютерной стратегии развития мировой энергетики на примере нефтегазовой отрасли, а также необходимости увеличения максимального возраста для избрания профессоров РАН до 55 лет.

В середине февраля 2021 года в Российской академии наук (РАН) состоялось очередное заседание Президиума РАН, на котором, в частности, рассматривались вопросы развития суперкомпьютерных вычислений в России. С пленарными докладами выступили научный руководитель Института прикладной математики (ИПМ) имени М.В.Келдыша РАН академик РАН Б.Н.Четверушкин, директор ИПМ РАН член-корреспондент РАН А.И.Аптекарев, и ряд других известных российских ученых. На заседании Президиума РАН, в частности, рассматривалась стратегия развития суперкомпьютерной индустрии в РФ и перспективы реализации инвестиционных проектов с применением суперкомпьютеров.

В конце первой декады февраля в ИПМ РАН и ряде других научных предприятий и организаций отмечалось 110-летие со дня рождения Президента АН СССР (1961-1975) академика М.В.Келдыша (10.02.1911-24.06.1978). Среди многих юбилеев ИПМ РАН особо отметим один, памятный не только датой, но и Великой Личностью Ученого, у которого автору публикации посчастливилось работать и учиться. Академику РАН Д.Е.Охоцимскому (26.02.1921-18.12.2005), дипломнику академика С.А.Христиановича и аспиранту «легендарного М.В.Келдыша» 26 февраля 2021 года исполнилось бы 100 лет…

Дмитрий Евгеньевич вспоминается удивительно тактичным, деликатным и внимательным Светлым Человеком. Будучи основателем Научной Школы по динамике космических полетов, Д.Е.Охоцимский организовал в 1970 году на кафедре теоретической механики Механико-математического факультета (ММФ) МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с рядом академических институтов АН СССР разработку нового направления по проектированию способных к адаптивному поведению робототехнических систем. Дмитрий Евгеньевич был инициатором создания на ММФ новой специализации «мехатроника» по разработке механических систем с элементами искусственного интеллекта (ИИ) и переименования кафедры теоретической механики в «кафедру теоретической механики и мехатроники». Академик Д.Е.Охоцимский работал еще на первых отечественных ЭВМ «Стрела» и «БЭСМ», и также занимался вопросами применимости численных методов на новых поколениях ЭВМ. На организованных им в ИПМ АН СССР (с 1991 года – ИПМ РАН) семинарах Дмитрий Евгеньевич много рассказывал не только о новых поколения вычислительных устройств, но и о промышленных роботах, системах автоматизированной сборки. Автор (выпускник по специальности «прикладная математика») помнит многие «всесезонные» семинары академика Д.Е.Охоцимского, на которых всегда было много студентов и молодых ученых. Дмитрий Евгеньевич в 1999 году инициировал ежегодное проведение в МГУ имени М.В.Ломоносова Всероссийских научно-технических фестивалей молодежи «Мобильные роботы» и помог в запуске труднореализуемого проекта «Виртуальный футбол», в котором разработанное студентами программное обеспечение с помощью алгоритмов моделировало поведение роботов-футболистов! Именно благодаря академику Д.Е.Охоцимскому и его коллегам в МФТИ был создан Факультет управления и прикладной математики! Лауреат Ленинской премии (1957) за работы по запуску Первого Искусственного спутника (ИС) Земли (04.10.1957), Герой Социалистического Труда (1961) за вклад и подготовку первого в мире космического полета Советского космонавта Ю.А.Гагарина (12.04.1961), лауреат Государственной премии СССР (1970) за изучение динамики пассивных систем стабилизации ИС, орденоносец – это все Дмитрий Евгеньевич!! И, вместе с тем, академик Д.Е.Охоцимский памятен автору скромным и глубоко интересующимся проблемами современной молодежи, всегда готовым помочь нам – стеснительным и неопытным студентам и молодым ученым! Такая Душевная открытость Дмитрия Евгеньевича не могла остаться незамеченной: Его любили коллеги и студенты, Его ценили и гордились Его оценкой – она очень многое значила! Последние месяцы жизни академика Д.Е.Охоцимского – это вообще тема отдельной публикации: какую необыкновенную мощь Духа должен иметь Человек, каждый рабочий день после сложной медицинской процедуры (которая и здоровому человеку не под силу!) приезжать на Работу, как на Служение, всего себя, до последнего дня, отдавая Делу всей своей Жизни?!!...

Мы – молодые математики и механики, были благодарными слушателями, вернее, постоянно старались ими быть, и каждым своим поступком и участием в общем Деле стремились подтвердить готовность к восприятию Великих идей Гения, который, в свою очередь, считал и почитал Величайшим Гением своего Учителя – великого М.В.Келдыша! Тихо и сосредоточенно, затаив дыхание, мы сидели на семинарах Дмитрия Евгеньевича и не понимали только одного: мы слушали, как Он читает захватывающий фантастический роман о Будущем, или Он при нас его пишет «с чистого листа»?... Импровизация Мысли всегда была свойственна Д.Е.Охоцимскому, и такой же импровизации Он требовал от нас… Как же потом пригодились Его тихие Наставления, мудрые Уроки и справедливые критические Замечания! Он нас готовил к жесткой (а порой и к жестокой!) и суровой правде Жизни (как Сэнсэй – неокрепших неофитов!) и к умению Выжить в сложных (а порой – и нечеловеческих условиях!), оставаясь при этом Человеком и помогая Людям вокруг себя…

Дмитрий Евгеньевич учил нас умению слушать и слышать, воспринимать и быть воспринятым и понятым... Системное мышление и открытость к новому и непознанному, готовность учить и учиться самому благодаря академику Д.Е.Охоцимскому стали не только на годы, а на всю жизнь для нас компонентами Кодекса Порядочности Настоящего Ученого, соединившимися в Единую Модель Благородного Научного Поведения: Благородства Мысли, Благородства Чувства, Благородства каждого Действия и Поступка… Спустя десятилетия, занимаясь очередной научной проблемой, решая новую задачу, мы, пережившие и перестройку, и многие другие непродуманные «реформы» (благодаря которым ряды нашего поколения очень сильно поредели!!) задаем себе вопросы: «а что Он был сейчас сказал», «как Он бы ныне поступил?», «каким образом Он бы сделал?». И это постоянно корректирующаяся внутренняя самооценка по воочию виденному нами в Д.Е.Охоцимском Эталоне Чести, позволяет нам оставаться целыми (т.е. уцелеть!) и цельными личностями, готовящимися (уже в Душе!) повторить Его Необыкновенно Яркий Жизненный Подвиг…

Дмитрий Евгеньевич много интересовался вопросами, связанными с моделированием и вычислительными технологиями, поэтому неудивительно, что перед юбилеем академика Д.Е.Охоцимского был проведен ряд международных научных выставок, конференций, форумов, семинаров и симпозиумов, на которых, в частности, рассматривалась проблематика применения суперкомпьютеров в различных сферах. Например, в разных выступлениях научного руководителя Центрального экономико-математического института (ЦЭМИ) РАН академика РАН В.Л.Макарова и директора ЦЭМИ РАН члена-корреспондента РАН А.Р.Бахтизина неоднократно обсуждались различные математические модели конкуренции между разными видами деятельности. В представленной Валерием Леонидовичем и Альбертом Рауфовичем агентной модели рассматривался широкий спектр взаимосвязей с совокупность стратегий проведения расчетов и перспективами замены деятельности человека на работу роботов.

Следует отметить, что суперкомпьютерные вычисления позволяют проводить строить прогнозы развития отрасли на ближайшие десятилетия благодаря накопленным данным. По проверенным итогам 2019 года, согласно оценкам экспертов (которые очень быстро меняются, ибо суперкомпьютерный рынок «супердинамичен»!), по количеству суперкомпьютеров из рейтинга «TOP-500» первое место занимает КНР – 220 (44% рынка), на втором месте – США – 116 (23%). Россия в рейтинге занимает только 20-е место «всего с двумя» суперкомпьютерами (0,4% рынка), также пропустив вперед Японию, Францию, Великобританию, Ирландию, Нидерланды, ФРГ, Канаду, Австралию, Италию, Южную Корею, Сингапур, Швейцарию, Бразилию, Индию, Саудовскую Аравию, ЮАР и Финляндию! Пандемийный 2020 год «явно не способствовал» привлечению инвестиций в суперкомпьютерную отрасль, поэтому после подведения окончательных данных итоги рейтинга «TOP-500» изменились, но незначительно: у КНР стало 226 суперкомпьютеров (45% рынка), у США – 113 (23% рынка), после Финляндии на 20-е место вышла Швейцария, на 21-е место – Тайвань. У России в 2020 году по количеству суперкомпьютеров из в «TOP-500» - уже 22-место (!), на 23-м – Индия, на 24-м – Польша, на 25-м – Гонконг, на 26-м – Австрия, на 27-м – Испания, на 28-м месте – Чехия! Рейтинг производительности «TOP-500» суперкомпьютеров в 2019 году также возглавляют КНР (466,9 Петафлопс, 30% от общей производительности) и США (600,0 Петафлопс, 38% от общей производительности). У России – 20-е место с 3,7 Петафлопс (0,236% от общей производительности). В 2020 году «тройка лидеров» - КНР – 565,6 Петафлопс (26% от общей производительности), США – 621,7 Петафлопс (28% от общей производительности), Япония – 527,6 петафлопс (24% от общей производительности), у России – 22-е место с 9,1 Петафлопс (0,414% от общей производительности). Самым быстрым в мире по состоянию на середину 2020 года являлся «Fugaku» Центра вычислительных наук Института физико-химических исследований (RIKEN) в Кобе (Япония) с процессором Fujitsu A64FX на базе архитектуры ARM (Advanced Reduced instruction set computer Machine). Анализ динамики изменения степени участия стран в суммарной производительности суперкомпьютеров из «TOP-500» показывает постепенное сближение позиций США и КНР при практические неизменных позициях России, отстающей в «суперкомпьютерной гонке»! В 2019 году «десятка лучших» суперкомпьютеров в мире включала «Summit» (Национальная лаборатория Ок-Ридж, США) с 2 414 592 ядрами (Rmax – 148 600 TFlop/s, Rpeak – 200 795 Tflop/s), «Sierra» (Ливерморская национальная лаборатория, США) с 1 572 480 ядрами (Rmax – 94 640 TFlop/s, Rpeak – 125 712 TFlop/s), «Sunway TaihuLight» (Национальный суперкомпьютерный центр Уси, КНР) с 10 649 600 ядрами (Rmax – 93 015 TFlop/s, Rpeak – 125 436 TFlop/s), «Tianhe-2A» (Национальный суперкомпьютерный центр Гуанчжоу, КНР) с 4 981 760 ядрами (Rmax – 61 445 TFlop/s, Rpeak – 100 679 TFlop/s), «Frontera» (Техасский центр передовых вычислений Техасского университета в Остине, США) с 448 448 ядрами (Rmax – 23 516 TFlop/s, Rpeak – 38 746 TFolp/s), «Piz Daint» (Швейцарский национальный суперкомпьютерный центр, Швейцария) с 387 872 ядрами (Rmax – 21 230 TFlop/s, Rpeak – 27 154 TFlop/s), «Trinity» (Лос-Аламосская национальная лаборатория, США) с 979 072 ядрами (Rmax – 20 159 TFlop/s, Rpeak – 41 461 TFolp/s), «AI Bridging Cloud Infrastructure» (Национальный институт передовой промышленной науки и технологии, Япония) с 391 680 ядрами (Rmax – 19 880 TFlop/s, Rpeak – 32 577 TFlop/s), «SuperMUC-NG» (Суперкомпьютерный центр Лейбница Баварской академии наук, ФРГ) с 305 856 ядрами (Rmax – 19 477 TFlop/s, Rpeak – 26 874 TFlop/s), и «Lassen» (Ливерморская национальная лаборатория, США) с 288 288 ядрами (Rmax – 18 200 TFlop/s, Rpeak – 23 047 TFlop/s). В 2020 году «десятка суперкомпьютеров-лидеров» обновилась на 40%: на первое место стремительно вырвался «Fugaku» c 7 299 072 ядрами (Rmax – 415 530 TFlop/s, Rpeak – 513 854 TFlop/s), потеснив «Summit», «Sierra», «Sunway TaihuLight» и «Tianhe-2A» на второе, третье, четвертое и пятое места соответственно. Удивительно, но совершенное неожиданно для лидеров суперкомпьютерного рынка, 6-ю и 7-ю строки рейтинга заняли «HPC5» (Нефтегазовой компании «ENI», Италия) на базе Intel Xeon Gold 6252 с 669 760 ядрами (Rmax – 35 450 TFlop/s, Rpeak – 51 721 TFlop/s) и «Selene» (Компании «NVIDIA», США) на базе AMD EPYC 7742 с 272 800 ядрами (Rmax – 27 580 TFlop/s, Rpeak – 34 569 TFlop/s). Занимавший 5-ю строчку суперкомпьютерного рейтинга «TOP-10» в 2019 году «Fronteza» в 2020 году стал 8-м, а «Piz Daint» (6-я строка в 2019 году) стал в 2020 году 10-м: между ними прочно расположился «Marconi-100» (Исследовательский центр CINECA) на базе IBM POWER9 c 347 776 ядрами (Rmax – 21640 – Tflop/s, Rpeak – 29 354 TFlop/s). Для сравнения: российский суперкомпьютер «Christofari» (ПАО «Сбербанк») на базе NVIDIA Tesla V100, Intel Xeon Platinum 8168 с 99 600 ядрами (Rmax – 6 669 TFlop/s, Rpeak – 8 790 TFolp/s) занимал в 2020 году только 35-е место, его известный «коллега по вычислительному цеху» суперкомпьютер «Lomonosov 2» (МГУ имени М.В.Ломоносова) с 64 384 ядрами (Rmax – 2 478 TFlop/s, Rpeak – 4 947 TFlop/s) – 130-е место!

Мировой «рынок супервычислительных систем» меняется стремительно: если в 2009-2010 годах суперкомпьютер «Ломоносов» (МГУ имени М.В.Ломоносова) обеспечивал долю России в суммарной суперкомпьютерной производительности (ССП) из «TOP-500» в 2,5%, то в 2014-2015 годах «Ломоносов-2» едва превысил 1,5% ССП, а «Кристофари» (Сбербанк) в 2020 году достиг только 0,414% ССП. Это объясняется множеством факторов, в числе которых, в первую очередь, следует отметить инвестиционную привлекательность суперкомпьютерных проектов за рубежом и возможность параллельного решения широкого спектра задач. Кроме того, суперкомпьютеры применимы для расчета долгосрочных стратегий и концепций, например, по обеспечению Национальной энергетической безопасности и по возможности пролонгации международных договоров в различных сферах. Наконец, суперкомпьютерные системы достаточно быстро морально устаревают, поэтому каждый созданный суперкомпьютер должен обладать возможностью его оперативной модернизации и дооснащения необходимыми вычислительными ресурсами до того момента, когда он будет заменен (в соответствии с успешно реализованным очередным инвестиционным проектом) на новый, готовый проработать определенный временной интервал (также с последующей модернизацией)!

Следует отметить, что лидеров «суперкомпьютерной гонки» в ближайшие годы могут потеснить успешно развивающиеся супервычислительные системы ряда других стран. Например, индийские суперкомпьютеры «Pratyush» (Rmax – 3 764 TFlop/s) и «Mihir» (Rmax – 2 570 TFlop/s) занимают 66-ю и 119-ю строки в рейтинге «TOP-500» с хорошей перспективой дальнейшего роста, а «квадрига» бразильских супервычислителей «Atlas» (Rmax – 4 376 TFlop/s), «Fenix» (Rmax – 3 161 TFlop/s), «Santos Dumont» (Rmax – 1 849 TFlop/s) и «Ogbon» (Rmax – 1 605 TFlop/s) занимают в «TOP-500» 56-ю, 82-ю, 240-ю и 395-ю строки соответственно!

Отметим также, что лидеры суперкомпьютерного рейтинга непрерывно инвестируют в новые мощности, которые быстро окупаются за счет высокой степени загрузки от успешно функционирующих отраслевых предприятий. Например, «Sunway TaihuLight» в 2016 году имел мощность всего в 93,015 Plop/s, а «Млечный путь-2» в 2013 году – в 1,5 раза меньше: 61,445 PFlop/s. Российские суперкомпьютеры «Ломоносов» (0,902 PFlop/s), «Ломоносов-2» (2,478 PFlop/s) и «Кристофари» (6,669 PFlop/s) уже необходимо как можно скорее модернизировать в ближайшее время с учетом быстрого развития рынка!

На третьем совещании Рабочей группы стран БРИКС по информационно-коммуникационным технологиям (ИКТ) и высокопроизводительным вычислениям (ВПВ), проведенном в 2019 году в Бразилии, в Технологическом парке «Итайпу» (Фос-ду-Игуасу) под председательством профессора Аугусто Гадельха из Бразильской лаборатории научных вычислений из пяти стран БРИКС (Бразилия, Россия, Индия, Китай, ЮАР) приняли участие 22 представителя. Россию представляли два координатора из МГУ имени М.В.Ломоносова и ЦЭМИ РАН. На Совещании был отобран ряд приоритетных инвестиционных «флагманских проектов» по ИКТ и ВПВ для представления на Заседании старших должностных лиц стран БРИКС с получением рекомендации о последующей поддержке. В частности, Индия выбрана ответственной страной по реализации проекта «Digital Earth modeling», Бразилия – по проекту «Integrated Precision Farming», Китай – по проекту «Digital Smart Manufacturing», ЮАР и Китай – по проекту «HPC application for Life sciences, precision medicine and public health», Россия – «Large Scale Multi-Agent based Simulation of Virtual Society».

Современные суперкомпьютерные системы применимы для решения различных классов задач, например, в сфере новых способов обработки информации (искусственный интеллект), в биологии (расшифровка ДНК и секвенирование генома), в физике (ядерная физика, физика плазмы, разработка термоядерного оружия, моделирование испытаний, газодинамика, гидродинамика, материаловедение), химия и медицина (конструирование лекарств и моделирование их поведения), в науках о Земле (прогнозирование погоды и изменений климата и землетрясений, анализ состояния вод мирового океана, геологоразведка, а также добыча, переработка, транспортировка и хранение нефти и газа), математика (криптография и компьютерная стеганография)… Согласно, экспертным оценкам, суперкомпьютеры уже успешно применяются в промышленности – 57,6%, в науке – 19%, в образовании – 12,6%, в государственных органах управления – 7,8%, в других областях – 3%.

Среди суперкомпьютерных приложений следует особо отметить, в частности, успешно реализованные и реализуемые инвестиционные проекты по прогнозированию развития социально-экономических систем – стран, регионов и городов (например, проекты EURACE и FuturICT), воспроизведению исторических событий (исследование гоминидов в Университете Цюриха и изучение Школой информатики Бирмингемского университета средневековых военных походов, в т.ч., похода византийской армии на Манцикерт в 1071 году н.э.), моделированию миграционных процессов (проекты Pandora, EURACE и FuturICT), моделированию распространения эпидемий (Институт биоинформатики Вирджинии – проект EpiFast, Центр социальной и экономической динамики Брукингского института – Глобальная Агентная Модель пандемии (Global-Scale Agent Model – GSAM), моделированию транспортных систем (транспортный симулятор X10 токийской лаборатории компании «IBM» и платформа «POLARIS» Аргоннской национальной лаборатории), имитации и оптимизации пешеходного движения (проект Университета Шеффилда), предсказанию политических событий на основе анализа новостного контента (анализ контекстного содержания статей в Центре вычислительных наук университета Теннеси), прогнозированию экологического состояния окружающей среды (EURACE, FuturICT, оценка Сценария национального планирования № 1 – плана федерального правительства США на ядерную атаку (National Planning Scenario 1 – NPS1) и т.д. Для распараллеливания процессов и вычислительных задач разработано более 100 пакетов прикладных программ, применяется ПО X10 (IBM), SWAGES, MUSE (Miami University Simulation Environment), RepastHPC, HPABM (a Hierarchical Parallel Simulation Framework for Spatially-explicit Agent-based Models), Pandora и CyberGIS.

В ЦЭМИ РАН разработан модельный комплекс, состоящий из 5 блоков: гибридная межотраслевая модель «МЁБИУС-экономика» (блок 1), демографическая агентная модель «МЁБИУС-социум» (блок 2), агент-ориентированная модель (АОМ) стран Евразии «МЁБИУС-континент» (блок 3), система проектирования агент-ориентированных моделей для запуска в параллельном режиме «МЁБИУС-суперкомпьютер» (блок 4), модуль для расчета интегральных показателей национальной силы и национальной безопасности (блок 5). Также в комплекс ЦЭМИ РАН входит внешний контур – симулятор социально-экономической динамики (Social Economical Dynamics), позволяющий проводить расчеты на суперкомпьютерах «Млечный путь – 2», «Ломоносов – 2», «МВС-100К». Совместно со специалистами суперкомпьютерного центра МГУ имени М.В.Ломоносова демографическая АОМ была доработана для запуска на суперкомпьютере «Ломоносов», что позволило повысить количество агентов до 100 миллионов (с 20 тысяч), и на порядок увеличить скорость вычислений.

При конвертации (например, АОМ) в суперкомпьютерную программу отработанная на AnyLogic модель в XML конвертируется в программный код С++, проводящий по ней расчеты. Следует разделить две стадии трансляции – генерацию параметров и генерацию классов. В 2019 году получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019614589 «Система проектирования агент-ориентированных моделей для запуска на суперкомпьютерах», правообладателями и авторами являются научный руководитель ЦЭМИ РАН академик РАН В.Л.Макаров, директор ЦЭМИ РАН член-корреспондент РАН А.Р.Бахтизин и научные сотрудники академического института Е.Д.Сушко и Г.Б.Сушко. Разработанная технология суперкомпьютерных вычислений позволяет масштабировать модель до 1 000 000 000 агентов: для симуляции системы ПО необходимо адаптировать к запуску на многопроцессорных супервычислительных системах. Платформой для поведения расчетов была выбрана комбинация базового уровня, разработанная с применением низкоуровневого языка С++ и библиотеки MPI (Message Passing Interface), предоставляемой системой, и платформы Microsoft.NET в качестве среды исполнения основного кода модели, написанного на высокоуровневом языке C#. Для балансировки нагрузки между процессами применяются алгоритмы METIS/ParMETIS, обычно используемые для декомпозиции больших графов (до 1 000 000 000), расчетных сеток и матриц.

Для оценки влияния параметров модели на параллельную масштабируемость и эффективность были проведены численные эксперименты: для каждого набора значений параметров модели проводилось несколько расчетов и осреднение результатов. Для исследования параллельной эффективности программы применялся следующий набор параметров: число агентов – 10 миллионов, число отправляющих сообщения на каждом шаге моделирования агентов – 200 тысяч, максимальное количество сообщений для одного агента на каждом шаге -10, количество шагов моделирования – 3 тысячи. Моделирование проводилось для числа MPI-процессов 1, 24, 48 и 96. Запуски с различным числом MPI-процессоров сравнивались в терминах параллельного ускорения (отношения общего времени вычисления для последовательных и параллельных случаев).

В ходе научных исследований была уточнена зависимость ускорения от числа ядер процессора. В частности, было установлено, что увеличение числа ядер процессора приводит к почти линейному ускорению вычислений. Например, применение 96 ядер приводит к ускорению вычислений в 60 раз, что свидетельствует о 65% эффективности использования вычислительного кластера.

Система проектирования (СП) «МЁБИУС-суперкомпьютер» (авторы – научный руководитель ЦЭМИ РАН академик РАН В.Л.Макаров, директор ЦЭМИ РАН член-корреспондент РАН А.Р.Бахтизин, научные сотрудники ЦЭМИ РАН Е.Д.Сушко и Г.Б.Сушко) имеет ряд отличительных особенностей. Например, она организована не как библиотека (подобно таким системам проектирования АОМ, как RepastHPC), а как базовый блок, в котором реализуются все ключевые функции в т.ч., автоматическое распределение выполняемого кода, балансировки вычислительной нагрузки, связи и синхронизации. В ядро также включены механизмы для добавления новых блоков по мере их разработки.

Двухуровневая архитектура СП «МЁБИУС-суперкомпьютер» предполагает различия между модулями на языке С++, формирующими процедуры распараллеливания, балансировки нагрузки и обмена сообщениями между агентами, и модулями, для облегчения процесса разработки АОМ реализованные на языке высокого уровня С# для имитации социально-экономических процессов (двухуровневая архитектура соответствует концепции СП АОМ CareHPS). Также СП «МЁБИУС-суперкомпьютер» поддерживает привязку агентов к месту жительства на территории моделируемого региона (страны), которая выполняется автоматически в соответствии с исходными данными о численности агентов, их распределении по отдельным территориям и данными о геометрии территорий, получаемой из карты региона в растровом формате. СП «МЁБИУС-суперкомпьютер» поддерживает социальные связи агентов, реализуемые через обмен сообщениям между ними, а также исчезновение агентов и появление новых в период расчетов на симуляторе. Результаты работы АОМ сохраняются во внешних файлах формата «*.csv» и применимы для последующей статистической обработки и визуализации. Получено также Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020612410 «Система проектирования масштабируемых агент-ориетированных моделей, включающих популяции агентов разных типов с динамически изменяющейся численностью и сложными многоэтапным взаимодействиями агентов, образующих социальные сети», правообладатели и авторы – директор ЦЭМИ РАН член-корреспондент РАН А.Р.Бахтизин, научный руководитель ЦЭМИ РАН академик РАН В.Л.Макаров, научные сотрудники ЦЭМИ РАН Е.Д.Сушко и Г.Б.Сушко. Симулятор предназначен для прогнозирования социально-экономической динамики (Social Economic Dynamics – SED), платформа SED охватывает свыше 100 стран, каждая из которых представлена совокупностью различных агентов (домашние хозяйства, фирмы, отрасли, банки, правительственные структуры и т.д.). Проведенное российскими и китайскими учеными научное исследование (В.Л.Макаров, Ву Цзе, Ву Зили, Б.Р.Хабриев, А.Р.Бахтизин) по проблематике мировых торговых войн позволило рассмотреть различные сценарии изменения ВВП по странам (в частности, обычное повышение импортных пошлин со стороны США и стран ЕС против РФ и КНР на 10%, и обоюдное повышение импортных пошлин (США и стран ЕС) против РФ и КНР на 10%. По данным ВТО, средние значения реально применяемых ставок импортных пошлин составляют: в КНР – 9,8%, в странах ЕС – 5,1%, в РФ – 6,7%, в США – 3,4%. При расчете суперкомпьютерной модели на симуляторе было предусмотрено повышение импортных пошлин со стороны США и стран ЕС на все товары и КНР и РФ на 5, 10 и 15 процентных пунктов и симметричные ответные меры в тот же временной период. Также смоделирована ситуация и просчитан сценарий возможно принятия ограничительных мер в отношении всех российских экспортных товаров: например, гипотетически возможно, что под воздействием США основные торговые партнеры РФ в странах ЕС введут ограничения экспортных товаров из России. Поскольку такой способ давления уже не раз применялся в отношении отдельных государств (например, эмбарго в отношении Ирана и Ирака), моделирование на суперкомпьютере позволит оценить все возможные риски и рассчитать различные сценарии поведения. Отметим, что хотя подобные ограничения и возможны, но они чрезвычайно трудно осуществимы, т.к. РФ является крупнейшим поставщиком в страны ЕС всех видов энергоресурсов. При моделировании рассмотрены варианты снижения закупок на 10%, 20% и 30% от их полного объема. По данным ВТО, в 2018 году экспорт товаров в страны ЕС составил порядка 199 млрд. долларов. В ходе суперкомпьютерных расчетов в рамках описанных моделей получены результаты, свидетельствующие, что при ограничениях на покупку товаров из РФ уменьшаются доходы предприятий, сокращаются поступления в бюджет, снижаются доходы домашних хозяйств, сжимается внутренний спрос, растут цены и издержки производителей… За счет мультипликативного эффекта от прямых и косвенных каналов влияния от введенных санкций возможно заметное краткосрочное снижение ВВП страны, однако после внесения изменений в законодательную базу, устранения правовых пробелов и внутренних и внешних противоречий в текстах нормативно-правовых документов (НПД) в динамике в среднесрочной перспективе показатели улучшаются, поскольку финансово-экономическая и промышленно-технологическая системы страны адаптируются под новые условия.

В докладе сотрудника ИПМ РАН Г.Г.Малинецкого рассматривались проблемы цифровизации, моделирования и развития научной инфраструктуры. Георгий Геннадьевич отметил масштабность и ресурсоемкость реализованных проектов: например, в фундаментальной и прикладной науке для создания и совершенствования атомной и водородной бомб в СССР участвовало свыше 800 тысяч (!) человек – ученых и специалистов, а в обеспечении космических полетов принимали участие 1,5 миллиона (!) человек, распределенных более, чем по 1200 институтам и заводам! Феномен мирового научного триумфа Великих «Трех К», – академиков М.В.Келдыша, С.П.Королева и И.В.Курчатова, – не только в гениальности разработок, но также в слаженности работы и умении организовать и поляризовать на выполнение сложных научных задач большие коллективы ученых. Масштабные капиталовложения, прежде всего, государственные, формировали высокоинтеллектуальную научно-образовательную среду, обеспечивали мощную социально-экономическую защиту, культивировали глубокий интерес к системному изучению научных дисциплин, лучше многих материальных и карьерных стимулов! Современные частные и корпоративные инвестиции не дают всего спектра преимуществ, которыми по праву гордилась наука советская. Коммерциализация научной деятельности перевела многие прикладные научные исследования в разряд «земных и обыденных» промыслов, а фундаментальную науку, славящуюся непредсказуемостью Открытий, сделала роскошью преуспевающих стран и богатых корпораций! Корпоративная наука «в подавляющем большинстве» тоже уже не фундаментальная по своей сути: лишь отдельные научные группы и творческие коллективы совершают прорывы в фундаментальных областях! Достаточно ознакомиться со многими инвестиционными проектами и инновационными разработками ряда компаний – мировых лидеров, чтобы получить представление о новых трендах и перспективных направлениях приоритетных капиталовложений… Одежда и очки для чтения, подключенные к сети Интернет, роботы-фармацевты и провизоры, полностью напечатанные на 3D-принтерах автомобили, технологии Big Data для замены затратной переписи населения анализом информационных массивов о гражданах, имплантируемые мобильные телефоны, беспилотные автомобили (уже составляют 10% от общего количества автомобилей на дорогах США), пересадка пациентам напечатанных на 3D-принтерах органов, проведение корпоративных аудиторских проверок искусственным интеллектом, сбор налогов с применением блокчейн-технологий, превышение количества поездок и путешествий на автомобилях совместного использования над поездками на частных автомобилях, появление городов с населением более 50 тысяч человек без светофоров, увеличение объемов хранения всемирного ВВП с помощью блокчейна, появление роботов с искусственным интеллектом в составе корпоративных советов директоров – вот «далеко неполный перечень» продуктов коммерциализации, разработанных с помощью суперкомпьютерных технологий! Дальнейшее их развитие – и формирование системы социального рейтингования (например, в Китае), и управление обществом с помощью сетевых алгоритмов, и ускорение социального и регионального неравенства вследствие неравномерности цифровизации… Это приведет к неизбежной трансформации социальных, финансовых, экономических и даже медийных систем. В мировом научно-образовательном и промышленно-технологическом сообществах все четче и яснее слышатся настойчивые рекомендации о необходимости ограничения военного применения систем ИИ, вслед за системами стратегического вооружения и биологического оружия. Более того, в мировом научном сообществе разворачивается дискуссия, временами переходящая в открытую полемику, о необходимости инвестирования средств в исследование сознания в объемах, не меньших, чем на изучение и развитие ИИ. Намеренный «перекос» в системе распределения капиталовложений между «интеллектом естественным» и ИИ может привести к разрастающемуся множеству нестандартных ситуаций, оптимальное разрешение которых с помощью ИИ «далеко неочевидно»…

Научное сообщение группы китайских ученых о возможностях сотрудничества между РФ и КНР в условиях пандемии открылось презентацией научно-технического инновационного коридора, который является одним из наиболее динамичных регионов Китая с высоким уровнем урбанизации. В рамках инициативы «Один пояс – один путь» и системы Инновационных проектов российских академиков сформирована база данных по разработкам России и стран СНГ в сфере науки и техники, экономики и торговли, культуры и образования. Основой системы является Международная промышленно-экологическая платформа (МПЭП), объекты которой – известные университеты и ключевые научно-исследовательские институты (НИИ). Разработаны механизмы взаимовыгодного двухстороннего внедрения разработок и трансфера технологий, в которой принимают участие индустриальные парки, промышленные предприятия, университеты и НИИ. В структуре системы функционирует Бюро по китайско-российскому сотрудничеству с коммерческим отделом, отделами проектов и международных связей. Система формирует МПЭП для инновационной деятельности и поддержки предпринимателей. Ежегодно на конкурс присылаются заявки, из которых выбирают победителей. Например, члены РАН А.Р.Бахтизин и Ю.Н.Кульчин в рамках научной кооперации совместно с Хучжоуским университетом начали работу над совместным российско-китайским проектом. Цель сотрудничества – в укреплении научно-образовательных и промышленно-технологических связей РФ и КНР, в наращивании инновационного взаимодействия по ряду приоритетных направлений, в повышении инвестиционного потенциала и в реализации инновационных проектов с участием международных академических экспертных рабочих групп и научных лабораторий с развитием интернациональных научно-технических инновационных команд, формированием мощного пула инвестиционных ресурсов для форсирования возможных преград и технологических ограничений при кооперации промышленности, университетов и академических институтов, в частности, РАН.

Инновационная база инвестиционных проектов предназначена для совместной реализации российскими и китайскими учеными и промышленниками, она соответствует технологическим требованиям Программы производства в КНР до 2025 года. В нее включены свыше 200 перспективных проектов для университетов и научных организаций в сфере ИИ, IoT, Big Data, биомедицины, экологически чистой энергетики, авиационной и космической промышленности, Индустрии 4.0 и других областях. Предполагается проведение совместных исследований и разработок, организация ряда предприятий с возможностями международной, межотраслевой и межрегиональной кооперации с передачей технологий, инвестиций в акционерный капитал и т.д. Планируется формирование промышленной инновационной экосистемы для ускорения процесса международной передачи разработок, трансфера технологий и трансформации экономик КНР и РФ.

Уже созданы 4 совместных предприятия с участием российских и китайских ученых и промышленников для передачи в серийное производство разработок по 10 инвестиционным проектам в сфере интеллектуальной безопасности, новых материалов, Индустрии 4.0, производства инновационных приборов и оборудования в других сферах. При информационной поддержке инвестиционного проекта запланировано оформление решения для бренда (товарного знака), формирование системы экологической ориентации, использование мультимедийных выставочных залов, киноцентров, масштабной рекламы в СМИ и проведение презентационных мероприятий. Инновационная база инвестиционных проектов обеспечивает функционирование многих индустриальных технопарков КНР, например, «Haier», «TusHoldings», «TusPark», «CHINT», «Liandong U Village» и ряда других. Недавно проведенный Форум по развития новой энергетической промышленности с участием российских инвестпроектов подтвердил высокий уровень востребованности китайских предприятий в разработках РФ. Участникам совместной реализации инвестиционных проектов доступен широкий спектр услуг по упрощенной регистрации бизнеса, консультациям по налоговому законодательству и отраслевым агентствам, по комплексному оснащению офисов с учетом социального обеспечения. Предусмотрен обмен делегациями с НИИ для обучения методам и способам ведении инновационного бизнеса с преподаванием ряда дисциплин в сфере Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), весьма популярной в КНР и многих других азиатских странах (первую версию ТРИЗ разработал советский инженер Г.С.Альтшуллер). Участие в совместной реализации инвестиционных проектов позволяет получить доступ к широкому спектру услуг для предпринимательского сообщества, оказываемых финансовыми институтами, НИИ, инвестфондами, стартапами, бизнес-ангелами, фондами прямых инвестиций и промышленного взаимодействия. В КНР для инновационной базы инвестиционных проектов отлажены механизмы по подбору оптимального режима и графика капиталовложений, формирования пула трансграничных подрядчиков и контрагентов в соответствии с нормами международного права и Международной системы финансовой отчетности (МСФО). Предусмотрена также лингвистическая, техническая, юридическая поддержка и консультации правоведов-специалистов по патентам (на изобретения, полезные модели, промышленные образцы), свидетельствам о регистрации товарных знаков и программ для ЭВМ и другим категориям объектов в сфере интеллектуальной собственности. Предусмотрены маркетинговые исследования рынка сбыта продукции по инвестиционным проектам инновационной базы, помощь в оформлении документов по МСФО, формировании системного решения для группы брендов с проведением тематических конкурсов и созданием гибридных медиа-систем.

В середине 2019 года в ходе визита Президента КНР Си Цзинпина в РФ совместно с Президентов РФ В.В.Путиным было объявлено о проведении Китайско-Российского двухлетия научно-технических инноваций в 2020 и 2021 годах. Лидеры России и Китая на высшем уровне обсудили вопросы поддержки и развития системы научно-технических инноваций. В 2020 году Президент КНР Си Цзиньпин и Президент РФ В.В.Путин дали старт первому году Китайско-Российского двухлетия научно-технических инноваций. Пандемия COVID-19 создала ряд проблем для китайско-российского сотрудничества в 2020 году, но совместное противостояние эпидемии придало новый позитивный импульс для дальнейшего поступательного развития всего спектра направлений научно-технического инновационного сотрудничества КНР и РФ. Глубокие изменения в мировой экономике и промышленности обусловили интенсификацию связей при совместной реализации инновационных проектов, в частности, ученых РФ и КНР. На фоне продолжения распространения COVID-19 и расширения географии международной эпидемии с ухудшением ситуации в мировой экономике объем китайско-российской торговли только с января по март 2020 года увеличился на 3,4% и достиг 25,35 миллиардов долларов, что соответствует второму месту среди ключевых торговых партнеров КНР! Высокий уровень взаимного доверия двух держав, России и Китая, позволяет сформировать предпосылки для глубокой кооперации при реализации масштабных инвестиционных проектов, в т.ч., инновационной базы инвестпроектов РФ и КНР, и стратегических проектов в различных сферах, включая отраслевое и региональное научно-образовательное, промышленно-технологическое, эколого-энергетическое и финансово-экономическое сотрудничество (в т.ч., по МСФО). Например, на Государственный конкурс «Тысячи Талантов в Китае» номинируются кандидаты или доктора наук возрастом не более… 55 лет! Грант для каждого профессора (или руководителя) возрастом (Глубокоуважаемые Читатели, пожалуйста, обратите Ваше внимание!) не более 55 (!) лет составляет 1 миллион юаней! Аналогичный Государственный конкурс «Тысячи молодых талантов в Китае» предусматривает только ученую степень кандидата или доктора наук и ограничение по возрасту – не более 35 лет (диплом профессора в данном случае не требуется)! Каждый победитель (молодой талантливый ученый) получает грант в размере 500 тысяч юаней!

Почему именно возраст в 55 лет является знаковым, причем не только в КНР, но и в США, и во множестве других стран? Согласно действующему международному законодательству и гармонизированных с ним нормативно-правовых баз стран ЕС, Юго-Восточной Азии, Северной и Южной Америки, Африки и Австралии, возраст в 55 лет фигурирует в подавляющем множестве НПД, затрагивающих различные аспекты научно-образовательной и промышленно-технологической деятельности и творческой активности ученых и преподавателей. С этой точки зрения установленная норма об избрании профессором РАН с предельным возрастом 50 лет не соответствует принятым международным стандартам, отраженным в национальных стандартах подавляющего большинства стран, поэтому целесообразна корректировка максимального возраста избрания профессором РАН с 50 до 55 лет. Более того, по мнению многих российских ученых, готовивших документы на избрание профессором РАН в 2020 году, отмененные из-за пандемии выборы привели к несправедливой ситуации, когда в перенесенных из-за эпидемии выборов не смогут принять участие те из них, которые достигнут предельно допустимого возраста избрания до дня выборов, перенесенного по не зависящим от них причинам! Поскольку эпидемиологическая ситуация улучшилась, но опасность и угроза заражения COVID-19 в РФ еще существуют, а также действует и не отменен ряд ключевых ограничений, по мнению многих экспертов целесообразно увеличить максимальный возраст избрания профессором РАН до 55 лет с переносом сроков проведения выборов профессоров РАН на 2022-2023 годы, когда все ограничения будут окончательно сняты, полностью восстановится работоспособность (не в онлайн, а в обычном режиме!) Президиума РАН и всех образовательных организаций, чтобы соискатели почетного звания «Профессор РАН» получили возможность оформить полный комплект документов, без дистанционных процедур и задержек, вызванных противоэпидемиологическими мероприятиями. Такое решение позволит повысить конкуренцию на предстоящих в 2022-2023 годах выборах профессоров РАН, будет способствовать формированию системы прозрачных выборов и существенно повысит престижность звания «профессор РАН» в профессиональном научном сообществе!

Завершая обзор конференции в ЦЭМИ РАН, проведенной перед юбилеем академика Д.Е.Охоцимского, следует отметить во многих выступлениях успешно развивающийся вектор российско-китайского сотрудничества в сфере науки, образования, промышленности и технологий. Усилия ученых РФ и КНР сосредоточены на решении ряда проблем, в т.ч., в сфере цифровой экономики, ИИ, Big Data, суперкомпьютерных вычислений, Индустрии 4.0, новых материалов. Предполагается строительство международных лабораторий, налаживание отраслевых и региональных связей, укрепление «академической мобильности». Завершение первого года Китайско-Российского двухлетия научно-технических инноваций (в 2020 и 2021 годах) позволило провести детальный региональный и отраслевой финансово-экономический и промышленно-технологический анализ инвестиционных проектов, реализуемых в рамках концепции «Один пояс – один путь». Ученые китайских университетов готовы продолжать работу с российскими коллегами, профессора КНР приглашают профессоров РФ (в т.ч., включая профессоров РАН) принять участие в международных конкурсах с возрастным ограничением не более 55 лет (а не 50 лет!)! После окончания Китайско-Российского двухлетия научно-технических инноваций в 2020 и 2021 годах планируется дальнейшее наращивание взаимодействия двух мировых держав с подписанием ряда договоров по долгосрочному финансированию работ, проводимых учеными РФ и КНР.

Выводы и рекомендации:

Появление в 2020 году в рейтинге «TOP-10» сразу на 6-й (!) позиции суперкомпьютера «HPC5» итальянской нефтегазовой компании «ENI» на базе Intel Xeon Gold 6252 свидетельствует об изменении стратегии развития мировой энергетики. На европейском суперкомпьютерном рынке появилась еще одна нефтегазовая компания, использующая супервычисления для системного решения ряда задач, к числу следует отнести не только степень участия в мировых нефтегазовых проектах, но и формирование долгосрочной инфраструктуры добычи, переработки, транспортировки и хранения нефтегазовых ресурсов. Для обеспечения Национальной энергетической безопасности РФ, сохранения и приумножения отраслевых научных достижений необходимо в ближайшее время создание серии отечественных суперкомпьютеров для российских нефтегазовых компаний. При их конструировании может быть использован отраслевой опыт научных коллективов институтов РАН (например, ИПМ РАН, ЦЭМИ РАН) для решения ряда задач.

Целесообразно увеличение максимального возраста избрания профессоров РАН с 50 до 55 лет. Увеличение возраста может быть проведено как единократно, так и последовательно, в несколько этапов. В частности, на первом этапе целесообразно увеличение возраста с 50 до 52 лет, поскольку выборы профессоров РАН не проводились в 2020 году и в них не смогли принять участие ученые, возраст которых составляет 48 и 49 лет. Поскольку выборы профессоров РАН не состоялись по не зависящим от них причинам, собрать и предоставить полный комплект документов они не смогли. Ко времени проведения выборов профессоров РАН в 2022-2023 годах целесообразно организовать широкую дискуссию в научном сообществе (в рамках конференций, семинаров, симпозиумов, форумов и круглых столов с участием профессоров РАН), провести обсуждение и внести изменения в положение о почетном звании «профессор РАН», в котором необходимо учесть высказанные замечания и предложения, а также уточнить ряд формулировок.