Журнал "Компьютерра" №705

Гонки технологий

Автор: Владимир Гуриев

Formula 1 устроена несправедливо. В каждую победу вложен труд сотен людей, однако вся слава достается пилотам. О сотрудниках технической службы телевизионные болельщики вспоминают лишь тогда, когда что-то идет не так. Об инженерах — вообще никогда.

– Ну, не знаю, — говорит Адам Пэрр, CEO команды AT&T Williams F1. — Так ведь сразу и не скажешь, чей вклад больше. Мы — команда.

Пэрр — дипломат. За столиком, где собрались русские журналисты, он рассказывает, как учил когда-то великий и могучий русский язык, чтобы прочитать Чехова в оригинале («Дом с мьезонином, — говорит Пэрр. — Здравствуйте. Спасибо». Это все, что он помнит сегодня), журналистам из других стран наверняка травит другие байки, но в одном он прав. Кто для команды более важен — действительно с ходу не определишь. В команде AT&T Williams работает больше пятисот человек, у каждого свой участок, и любой, даже самый мелкий сбой может привести к поражению (буквально несколько дней назад, в сентябре, Ferrari проиграла гонку еще и потому, что не получила вовремя e-mail от организаторов). Поэтому в Formula 1 работают одержимые — другие здесь просто не задерживаются, не выдерживают безумного сезонного темпа, когда один этап идет за другим так, что дух перевести не успеваешь, и напряженной работы в межсезонье, когда можно отвлечься от текучки и вплотную заняться подготовкой к следующему сезону.

— Когда я пришел в Williams, — рассказывает Пэрр, — Фрэнк Уильямс сказал, что у него два выходных: один — на Рождество, а второй на день рождения жены.

Сэру Фрэнку Оуэну Гарбатту Уильямсу шестьдесят пять. Последние двадцать лет он прикован к инвалидному креслу.

— Но он солгал, — продолжает Пэрр, — в день рождения жены он работает, просто уходит чуть пораньше.

Сам Пэрр — хоть и фанатично настроенный, но все же наемный менеджер. Поэтому в межсезонье у него есть один выходной каждую неделю. Воскресенье. Во время чемпионата слово «выходной» в Williams F1 не употребляется. Пять сотен человек и один суперкомпьютер работают ежедневно.

В этом году в команде AT&T Williams F1 — пополнение. На смену суперкомпьютеру от HP, который использовался для расчета аэродинамики последние несколько лет, пришел суперкомпьютер от Lenovo. О разрыве с HP в Williams F1 говорят неохотно: предыдущий сезон был для команды крайне неудачным, и это, пожалуй, напрашивающееся объяснение смены технологического спонсора, но такое объяснение озвучивать неприятно. Поэтому Пэрр улыбается, рассказывает о том, что Compaq, а потом HP использовали Formula 1 для дополнительной раскрутки своих брэндов, и реклама на бортах машин оказалась настолько эффективной, что в 2007 году этим компаниям уже не понадобилась.

Так или иначе, на освободившееся место бросилась крупная, однако все еще крайне амбициозная и по-хорошему цепкая Lenovo, которую, если сравнивать с HP, потребители пока знают не очень хорошо. В Lenovo вообще большое внимание уделяют продвижению собственного брэнда на спортивных мероприятиях: китайская компания была одним из технологических спонсоров Олимпиады в Турине, договорилась о спонсировании с Williams F1 и по интуитивно понятным, хотя и плохо формализуемым причинам является главным технологическим спонсором Олимпиады 2008 в Пекине. Однако несмотря на определенный опыт Lenovo в этой области, гладко выйти на трассу у компании не получилось. Переговоры о спонсорстве начались в конце 2006 года, тогда как суперкомпьютер команде был нужен буквально вчера. Реальная разработка решения для Williams F1 началась уже в 2007 году, а в июле команда получила суперкомпьютер производительностью 8 Тфлопс (в последний, июньский, рейтинг Top 500 Supercomputers он не вошел, но по уровню производительности находится где-то в начале первой сотни). Новая «машина» Williams F1, если верить пресс-релизу, примерно вчетверо производительнее старой, хотя реальная производительность во многом зависит от задач.

— Стали ли мы тратить на просчет в четыре раза меньше времени? — задумывается Пэрр, — Ну, понимаете, не знаю. Зависит от того, что считать, знаете ли. Может, и меньше. Но эта формулировка вообще не очень хороша. Дело не в том, что мы стали тратить меньше времени. Дело в том, что мы стали делать больше просчетов за то же время.

Он выхватывает из подставки салфетку и рисует на ней машину.

— Это машина, — говорит Адам. — Если нас интересует, как ведет себя модель под лобовыми потоками воздуха, то это проще, потому что мы можем — раз! — перечеркивает он машину пополам, — считать только половину модели, ведь она симметрична. К сожалению, если речь идет о боковых потоках, то схитрить уже не получится, приходится просчитывать все полностью.

Собственно, Адам только что на салфетке в двух словах рассказал, чем именно занимаются суперкомпьютеры в командах Formula 1. И работа эта критична для победы. Коллега Адама Алекс Бернс (Alex Burns), COO Williams F1, полагает, что сегодня на три четверти производительность машины зависит вовсе не от двигателя или шин, а от аэродинамики. С ним, очевидно, согласны и конкуренты (причем некоторые дословно: Петер Заубер из Sauber пару лет назад говорил то же самое и теми же словами: «если взять в расчет те факторы, на которые могут повлиять инженеры Formula 1, то в 70% случаев это окажутся изменения аэродинамических показателей»), вкладывая только в улучшение аэродинамики до 20% бюджета ежегодно, а бюджеты даже самых небогатых команд — это десятки миллионов долларов. Бюджеты богатых — сотни миллионов.

— Они же все унифицируют, — вздыхает Пэрр, имея в виду Международную автомобильную ассоциацию (FIA), которая несет ответственность за то, как изменилась Formula 1 в последние годы, — постоянные ограничения, движки дорабатывать нельзя, шины тоже у одного и того же производителя берем (это правда, единственным поставщиком шин для Formula 1 с недавних пор является компания Bridgestone — компания Michelin гонку покинула). И получается, что хорошая аэродинамика — это действительно очень важно.

Чтобы улучшить аэродинамику, компьютеры и нужны. Разумеется, можно обойтись и без них — и еще пятнадцать лет назад без них вполне обходились. Но это долго и дорого, а у команд нет ни лишних денег, ни, что важнее, лишнего времени. Стандартная схема разработки предполагает, что модель, обвешанная датчиками, с внесенными изменениями тестируется в аэродинамической трубе, а потом выводится на трассу для тестового заезда. Этот этап никуда не делся, но теперь ему предшествует несколько, а, скорее, несколько десятков компьютерных симуляций — это, с одной стороны, дешевле, а с другой — эффективней, поскольку определенные ситуации в аэродинамической трубе воссоздать невозможно. И чем быстрее у команды компьютер, тем больше виртуальных тестов она успевает провести, тем лучше она может отточить форму машины перед тем, как вывести ее на трассу.

Вторая, не менее важная, компьютерная составляющая Formula 1 — техническое обеспечение систем телеметрии, отслеживающих состояние машины во время гонки. Каждая машина оснащена датчиками, которые постоянно передают информацию о своем состоянии на станцию телеметрии. Эта информация используется для проведения технических работ на следующем пит-стопе, но управлять машиной удаленно не получится — пресловутые ограничения, введенные FIA, явно запрещают обратную связь. Обработка данных телеметрии — нетривиальная техническая задача, если вспомнить, что на круг у машины уходит, в зависимости от трассы, около минуты-двух, а всю информацию нужно получать в реальном времени и решения принимать тоже нужно в реальном времени.

Адам Пэрр, привычно похвалив ноутбуки Thinkpad, доставшиеся Williams F1 как часть сделки с Lenovo, объясняет, что решения о времени и количестве пит-стопов, о смене шин и так далее, и тому подобное принимаются только на основе данных телеметрии и являются ключевой стратегической составляющей, которая позволяет выиграть гонку. Или проиграть.

Пока что это не принижает роли гонщика. Пилот Formula 1 — одно из важнейших звеньев в цепочке. Но если водители, гонявшие по трассам в 60-х, полагались в основном на движок да на собственную реакцию, то сегодняшний герой Formula 1 походит, скорее, на продвинутого геймера, лишенного, впрочем, заветных команд Save и Load. В машину закладываются алгоритмы работы с учетом изменения погодных условий. За показаниями датчиков также следят многочисленные технические специалисты, информация о важнейших показателях оперативно поступает в боксы, а общая телеметрия накапливается в бортовом компьютере машины и после окончания очередной сессии анализируется инженерами. Даже руль в Formula 1 на руль не похож — это многофункциональный и, кстати говоря, довольно дорогой, ценой в несколько десятков тысяч долларов, «джойстик».

Усиленная компьютеризация Formula 1 началась лет десять назад, когда гонку начали покидать табачные компании. Но если и был в истории Formula 1 момент, когда ИТ-компании рассматривались, в первую очередь, как богатенькие спонсоры, это время давно закончилось. Сегодня партнерство с крупной ИТ-компанией — чуть ли не обязательное условие успеха. Команда Panasonic Toyota считает симуляции на кластере из серверов на базе Intel Itanium II. Ferrari сотрудничает с AMD (технологически: AMD поставила и обслуживает суперкомпьютер на базе Opteron), Acer и Microsoft. Свежесозданная команда BMW Sauber «дружит» с Intel и додружилась до суперкомпьютера, который в рейтинге Top 500 занимает почетное 91-е место.

И, похоже, процесс дальнейшей компьютеризации неизбежен. Пока что влияние технологических компаний не очень заметно (я ездил к AT&T Williams на венгерский Grand Prix летом, но сейчас, к концу сезона, понятно, что успехи команды относительно скромны), но совокупность введенных ограничений на доработку машин и усиления технологической составляющей рано или поздно могут привести к тому, что Formula 1 — и так далекий от противостояния один на один вид спорта — превратится в гонку ИТ-компаний, где выигрывает тот, у кого за спиной сервер мощнее. Администрация FIA эту опасность понимает и пытается противостоять изменениям: со следующего года в Formula 1 вводятся дополнительные запреты на «подгонку» аэродинамики в течение сезона. Представители команды, рассказывая об этом, нехорошо улыбаются — FIA, судя по всему, привычный козел отпущения, несущий ответственность за все, включая капризы погоды.

— Эти ограничения… — повторяет Адам Пэрр и, видимо, чтобы сменить неприятную тему, вспоминает о хорошем. — А я в сентябре, кстати, к вам собираюсь. Есть мнение, — тут он задумывается и продолжает уже менее уверенно, так что непонятно, разделяет он это мнение или нет, — есть мнение, что в России можно было бы проводить этап. Где-нибудь между Москвой и Санкт-Петербургом, например.

— А как же снег?! — говорю я.

— Снег, — грустно кивает Пэрр. — Снег — это проблема.

Я пытаюсь представить себе заснеженную трассу, по которой со страшным грохотом проносятся беспилотные машины какой-нибудь будущей Formula 1 и понимаю, что снег — это не такая уж проблема, если каждое движение просчитано заранее и никаких других неожиданностей на трассе не ожидается. Даже, может быть, наоборот. Снег и, как следствие, классический горбатый российский асфальт — это единственный способ вернуть жизнь в Formula 1 образца 2017 года. Блестящую, высокоскоростную, захватывающую Formula 1, в которой места людям может и не найтись.