Алгоритмы для суперкомпьютеров и технологии в электропитании совершенствует выпускник NU Расул Байрамкулов

Молодой учёный Расул Байрамкулов успел поработать с ведущими компаниями в области компьютерной инженерии и может похвастаться признанием коллег со всего мира. Выпускник NU недавно вошёл в рейтинг Forbes Kazakhstan «30 до 30» за свои достижения в сфере науки. Подробнее о его проектах и развитии науки в Казахстане — в материале корреспондента агентства Kazinform.

Расскажите о своём первом проекте?

В качестве докторанта я сотрудничал с компанией Qualcomm, которая была заинтересована в обеспечении стабильного напряжения для своих интегральных схем. Эта задача, известная как «Power Integrity», важна для проектирования высокопроизводительных чипов, так как нестабильное напряжение может вызвать сбои в работе чипа или ограничить его пиковую производительность.

Достичь стабильного напряжения сложно из-за колебаний тока на кристалле, поэтому проектирование питания требует множества компромиссов: размер чипа, его расположение на плате, материалы и стоимость. В условиях ограниченного пространства на чипе решения должны быть не только эффективными, но и компактными.

Я разработал методы и программное обеспечение, которые позволяют эффективно оценивать качество электропитания будущих продуктов. Теперь компания может более тщательно проектировать ток в своих продуктах, изучая широкий спектр вариантов и выбирая лучшие решения. Это позволило мне внести свой вклад в разработку продукта, которым пользуются миллионы людей.

Есть ли достижения, которыми вы особенно гордитесь?

Да, я получил награду «Best Paper Award» на Международной конференции VLSI-SoC 2023. Ещё одним важным достижением стала номинация на эту премию на конференции ASP-DAC в Корее, где моя работа попала в топ из около 500 работ со всего мира, что стало признанием высокого качества и актуальности разработок.

Запуская компьютеры при температуре, близкой к абсолютному нулю, мы можем наблюдать интересные эффекты, такие как квантовая запутанность и сверхпроводимость, которые могут помочь радикально снизить потребляемую мощность чипов и позволить им работать на гораздо более высокой частоте. Хотя эта тема пока нишевая, интерес исследователей к этой теме очень высокий, что показывает важность нашей работы для будущего вычислений. Сейчас уже есть финансирование проекта от технологических корпораций.

Какие планы на будущее?

Я планирую продолжить исследования в области электропитания. Ранее мы разрабатывали чипы по 22 нм техпроцессу, а сейчас уже используются 5 нм технологии. С каждым новым техпроцессом количество транзисторов на кристалле увеличивается, что усложняет подачу питания. Разработанные мной методики нуждаются в дальнейшем совершенствовании для новых техпроцессов.

Также я очень заинтересован в разработке алгоритмов для суперкомпьютеров и графических процессоров, чтобы добиться значительного снижения стоимости проектирования и улучшения качества микрочипов. Кроме того, я планирую продолжить работу в области сверхпроводниковой электроники. Эта область очень интересна из-за развития квантовых вычислений, требующих криогенной работы, а также из-за интереса к энергоэффективным вычислениям в условиях глобального потепления и экологических вызовов. Все заинтересованы в экономии энергии.

Что нужно делать, чтобы развивать науку в Казахстане?

Наука — это благородное, но дорогое дело. Дивиденды от научной деятельности могут прийти лишь спустя десятилетия, поэтому наука в основном развивается в богатых странах с большими ресурсами.

Необходимо сосредоточиться на прикладных исследованиях. Например, в NU под руководством профессора Ton Do ведутся исследования, имеющие ценность для Казахстана. В школе инженерии NU проводится много исследований по геологии, биомедицинской инженерии и телекоммуникациям, что создаёт базу для высокотехнологичной экономики Казахстана.

Для максимальной пользы от этих исследований нужно налаживать сотрудничество университетов и компаний Казахстана. Например, нефтяной компании нужны сенсоры попутного газа, которые бы автономно анализировали данные и передавали их на станцию в головной офис. Или, для мобильного оператора нужно узнать оптимальное расположение 5G антенн по городу. Этим вполне могли бы заняться студенты-докторанты при поддержке профессоров университетов и инженеров компании. В процессе студенты могли бы пройти стажировку, чтобы более плотно внедрить свои разработки, и по окончанию учёбы присоединиться к компании, уже имея практический опыт.