ПЕРЕЧЕНЬ СТРАТЕГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ДЛЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НСТП НАПРАВЛЕНИЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Аннотация

Настоящий Перечень призван определить область научных, технических и производственных интересов Национальной Суперкомпьютерной Технологической Платформы (НСТП) в виде иерархического списка стратегически важных для деятельности НСТП направлений науки и техники.

Все перечисленные направления разделены на три большие группы:

1. Целевые направления – это важнейшие области науки и техники, развитие которых невозможно без применения суперкомпьютеров. Возникающие здесь потребности должны во многом определять векторы развития суперкомпьютерной техники, т.к. она создаётся в первую очередь для применения в этих областях;
2. СуперЭВМ и сети доступа – спектр научно-технических направлений непосредственно задействованных в создании суперЭВМ, сетей связи, систем хранения данных и программного обеспечения;
3. Базисные и смежные направления – сюда входят научные и технические дисциплины, которые непосредственно не задействованы в разработке суперЭВМ, но без которых такая разработка невозможна. Например, это и фундаментальные научные исследования в области теории программирования, квантовой физики, обратимых вычислений, и различные технологии, необходимые для нормально функционирования ЦОДов, сетей связи и всей вычислительной инфраструктуры. Это и строительные технологии и теплотехнические и инфраструктурные, а также производство средств визуализации, телеметрии, сенсорного оборудования и т.п.

Перечень подготовлен в рамках разработки «Стратегической программы исследований НСТП». При работе над Перечнем использовался документ: «Эксафлопсные технологии – концепция по развитию технологии высокопроизводительных вычислений на базе суперЭВМ эксафлопсного класса», а также программные документы Платформы. Большой вклад в работу над документом внесли обсуждения и консультации с целым рядом участников НСТП, а также представителями РАН, производственных предприятий и ВУЗовского сообщества.

Иерархический список направлений и технологий

I. Целевые направления (критически важные области применения суперкомпьютеров)

• I.1. Астрофизика и космология
• I.2. Атомная энергетика и атомная безопасность
  • I.2.1. Управляемый термоядерный синтез
  • I.2.2. Расчеты проектных и запроектных аварий
  • I.2.3. Связные динамические 3D расчеты номинальных и переходных режимов работы реактора
  • I.2.4. Надежность хранения и модернизации ядерного арсенала
• I.3. Геофизика
• I.4. Науки о Земле
• I.5. Климатология
• I.6. Физика высоких энергий и квантовая теория поля
• I.7. Квантовая физика
• I.8. Проблемы космической безопасности
• I.9. Физика конденсированных сред
• I.10. Нейрокогнитивные системы
• I.11. Геологоразведка
• I.12. Вычислительная гидродинамика
• I.13. Материаловедение
• I.14. Нелинейные задачи томографии
• I.15. Молекулярное моделирование
• I.16. Добыча и использование полезных ископаемых
• I.17. Проектирование и предсказательное моделирование транспортных средств, сложных инженерных сооружений и систем
• I.18. Альтернативная энергетика
• I.19. Биотехнологии и медицина
• I.20. Макроэкономика, социальная динамика и общественная безопас-ность.

II. СуперЭВМ и сети доступа

• II.1. Аппаратура
  • II.1.1. Микроархитектура
  • II.1.2. Память
  • II.1.3. Интерконнект
  • II.1.4. Питание, охлаждение, компоновка
  • II.1.5. Ввод-вывод и хранение данных
• II.2. Системное программное обеспечение
  • II.2.1. Операционные системы
  • II.2.2. Языки, компиляторы и библиотеки
  • II.2.3. Инструментарий и среды разработки
  • II.2.4. Алгоритмы
• II.3. Системная инженерия
  • II.3.1. Системная архитектура
  • II.3.2. Моделирование систем и анализ производительности
  • II.3.3. Надёжность, доступность, безопасность, простота обслуживания
  • II.3.4. Парадигмы программирования
• II.4. Средства доступа
  • II.4.1. Сети
  • II.4.2. ГРИД-системы
  • II.4.3. Облачные технологии

III. Базисные и смежные направления

• III.1. Фундаментальные исследования
  • III.1.1. Теория параллельных алгоритмов
  • III.1.2. Автоматическое преобразование алгоритмов и программ
  • III.1.3. Обратимые вычисления
  • III.1.4. Конструкторы алгебр
  • III.1.5. Квантовая физика
  • III.1.6. Графеновая электроника
• III.2. Перспективные технологии построения вычислителей
  • III.2.1. Квантовые вычислители
  • III.2.2. Обратимые вычислители
  • III.2.3. Другие модели перспективных вычислителей
• III.3. Перспективные технологии СХД
• III.4. Перспективные технологии передачи информации
• III.5. Строительные и инфраструктурные технологии
  • III.5.1. Технологии проектирования и строительства ЦОДов
  • III.5.2. Технологии замкнутого цикла в энергетике ЦОДов
  • III.5.3. Технологии проектирования и строительства каналов и сетей связи

---