Недавно Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) подведены итоги конкурса «Мой первый грант». Так называется конкурс проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, направленный на повышение авторитета профессии ученого среди молодежи, создание условий для самостоятельных исследований по важнейшим научным проблемам и выработке навыков руководства научными коллективами.
В списках победителей 2018 года – преподаватель кафедры электронных вычислительных машин Анастасия Коржавина, автор проекта «Гибридный модулярно-интервальный многоядерный процессор для выполнения высокоточных высокопроизводительных вычислений». Анастасия Сергеевна рассказала:
- Проект посвящен повышению точности и достоверности компьютерных вычислений, а также надежности, отказоустройчивости и энергоэффективности вычислительной техники. В настоящее время для решения сложных фундаментальных задач во многих областях науки и промышленности требуется проведение вычислений в отношении больших объемов данных. При этом одного только наращивания вычислительной мощности недостаточно – необходимо также обеспечение достоверности самих вычислений. Все это требует пересмотра принципов функционирования вычислительной техники.
По сути речь идет о разработке новой арифметики для компьютерных вычислений, позволяющей частично устранить указанные проблемы. Предложенные Анастасией решения позволят построить новые вычислительные устройства, которые могут быть интегрированы в универсальные процессоры в виде отдельного блока или использованы для построения специализированных процессоров. В рамках представленного проекта речь идет именно о создании специализированного процессора, позволяющего реализовать разработанные арифметические основы.
Отвечая на вопрос о научной новизне проекта, Анастасия Коржавина пояснила:
- Научная новизна предлагаемого проекта заключается в разработке новых способов кодирования чисел в ЭВМ, представляющих собой гибридизацию перспективных систем счисления: модулярной (системы остаточных классов) и интервальной (позиционной и логарифмической), а также лежащих в основе новой модулярно-интервальной арифметики высокой точности. Это позволит повысить скорость, точность и надежность арифметических вычислений супер-ЭВМ.
Ученый ВятГУ, таким образом, пытается выйти за рамки традиционных способов представления чисел в ЭВМ, используя новый подход к представлению числовой информации.
Анастасия Сергеевна отметила, что в настоящее время вычислительные мощности достигли такого уровня, что супер-ЭВМ могут вычислять практически все, что угодно. Однако почему-то до сих пор не наблюдается адекватных моделей, например, прогнозов погоды: именно этот пример компьютерного моделирования можно привести в качестве самого простого и понятного. Согласно данным лаборатории Беркли (США), таких задач моделирования очень много – все они требуют пересмотра традиционных способов представления чисел. Проект Анастасии Коржавиной направлен на создание новой компьютерной арифметики и аппаратных средств, которые могут быть включены в состав супер-ЭВМ для устранения проблем, связанных со стандартными формами представления чисел. При этом они, по словам исследователя, будут работать быстрее аналогов. Анастасия Сергеевна считает:
- Научная значимость проекта заключается в разработке теоретических основ вычислений в модулярно-интервальной системе счисления, а также эффективных способов организации вычислительных устройств на ее базе. Применение таких вычислительных устройств даст возможность обеспечить дополнительные конкурентные преимущества отечественным производителям на рынке супер-ЭВМ в части скорости, точности, достоверности и надежности вычислений. Это касается, например, производства вычислительных устройств специального назначения, а также внедрения отдельных узлов и компонент в универсальные процессоры.
Это один из ключевых моментов исследования: его результатом станет не только «коробочка»-процессор, но также отдельные узлы и компоненты, представленные с помощью стандартного языка описания цифровых устройств. Все это даст возможность внедрения решений в уже разработанные вычислительные устройства, значительно улучшая их характеристики и обеспечивая дополнительные конкурентные преимущества.
Именно эти задачи предстоит решить преподавателю Института математики и информационных систем ВятГУ Анастасии Коржавиной, ставшей обладательницей гранта РФФИ.
