Гонка суперкомп'ютерів набирає швидкість. Тепер до неї приєднується Китай

Суперкомп'ютери сьогодні і завтра

Що буде. Японія і Китай

Китайська компанія Lenovo, яка недавно придбала у IBM підрозділи з виробництва персональних комп'ютерів і ноутбуків, планує посперечатися з IBM і на ринку наймогутніших у світі суперкомп'ютерів. Lenovo має намір побудувати наймогутніший китайський суперкомп'ютер. Як повідомляє Infoworld, продуктивність нового суперкомп'ютера складе не менше одного петафлопс (10 в 15-й ступені операцій з плаваючою комою в секунду). Це в сім з гаком раз більше, ніж у лідера останнього списку Top500 американського суперкомп'ютера Blue Gene/L, встановленого в Ліверморській національній лабораторії імені Лоуренса Міністерства енергетики США. Поки ніяких подробиць про комп'ютер Lenovo не повідомляється. Суперкомп'ютер буде запущений до 2010 року. Міністерство освіти, науки і технології Японії заявило, що до 2010 року Японія також запустить свій суперкомп'ютер – він буде вдесятеро могутнішим китайського. Його запланована потужність повинна скласти 10 петафлопс. Це в 73 рази перевищує потужність Blue Gene/L. Вартість створення японського суперкомп'ютера оцінюється в 900 мільйонів доларів. Кількість процесорів цього гіганта перевищить мільйон.

Що є. Тор500

22 червня 2005 року був опублікований черговий список 500 наймогутніших комп'ютерів світу Top500. Він змінився з листопаду 2004 року радикально – з першої десятки списку залишилося тільки п'ять систем. На першому місці в Top500 залишився суперкомп'ютер IBM BlueGene/L, число процесорів якого збільшилося до 65536, а продуктивність досягла 136,8 терафлопс. На сьогоднішній день IBM абсолютний лідер на ринку суперкомп'ютерів: у першій десятці відразу п'ять систем IBM BlueGene/L - на 1-м, 2-м, 6-м, 8-м і 9-м місцях

Для того, щоб потрапити в першу десятку списку, тепер потрібна продуктивність 15,25 терафлопс. Остання, 500-а система в новій редакції списку була б в попередньому списку (листопад 2004 року) на 299-му місці.

Сумарна продуктивність систем в списку виросла за півроку до 1,69 петафлопс в секунду – тобто запланований Японією комп'ютер повинен перевершити сумарну потужність 500 кращих на сьогоднішній день суперкомп'ютерів майже в шість разів.

Є в списку і російські комп'ютери. На 56-м місці списку Тор500 стоїть суперкомп'ютер MVS-15000BM виробництва IBM, встановлений у Міжвідомчому суперкомп'ютерному центрі Російської Академії наук. 474-е місце зайняв суперкомп'ютер, встановлений в Ощадбанку.

Як це робиться

На 174-му місці списку Тор500 стоїть білоруський суперкомп'ютер SKIF K-1000. У створенні суперкомп'ютера SKIF активну участь брав Інститут Програмних Систем Російсткої Академії Наук з міста Переславля-Заліського. Про принципи побудови суперкомп'ютерів розповів для радіо «Свобода» один з розробників SKIF виконуючий обов'язки директора Інституту Сергій Абрамов: «Дуже приваблива за своїм рішенням кластерна технологія. Вона полягає у наступному: беруться широкодоступні процесори, що вже виробляються масово; беруться стандартні материнські плати; мережа, яка сполучає обчислювальні вузли, теж береться у відомого виробника. Хоча, звичайно, є і досить дорогі компоненти. Ми використовували пікову технологію для з'єднання вузлів - Infiniband. Звичайно, не можна стверджувати, що після цього будь-який піонер може зібрати суперкомп'ютер, це не зовсім так. Для цього потрібно дуже серйозно попрацювати над доведенням, охолоджуванням і сумісністю всіх елементів».

Тобто за можливості нічого не робиться спеціально для суперкомп'ютера – він збирається з готових "кубиків" – це так звана кластерна архітектура. Загальне число комп'ютерів з такою архітектурою в списку Тор500 складає 304 системи, так що кластерна архітектура залишається найпопулярнішою при проектуванні суперкомп'ютерів. Це технологічне рішення дозволяє нарощувати потужність вже працюючого комп'ютера. Blue Gene/L складається з 64-х стійок, в кожній з яких 1024 процесорів IBM Power. Компанія планує і подальше нарощування потужності машини.

Навіщо потрібні такі потужності

Основні напрями застосування суперкомп'ютерів - це математичне моделювання еволюційних процесів, зокрема процесів развитку Всесвіту, моделювання работы людського мозку і задачі, що відносяться до розпізнавання потрібних даних серед вже зібраної інформації (data mining). Але одна з головних задач суперкомп'ютерів, яка "з'їдає" їх потужності без залишку і вимагає ще і ще – це прогноз погоди і довгострокові моделі клімату. Саме задача стійкого прогнозу погоди на тиждень вперед і ставиться перед наймогутнішою на сьогодні машиною BlueGene/L, встановленою в Ліверморській лабораторії. І є надія, що проектної обчислювальної потужності BlueGene/L для вирішення цієї задачі виявиться досить.

Народні суперкомп'ютери

Сьогодні набули широке поширення обчислювальні мережі, які використовують вільну потужність комп'ютерів, приєднаних до Інтернету. Ця технологія називається метакомпьютинг і приєднатися до неї може будь-який користувач Інтернету. На комп'ютер користувача встановлюється обчислювальний модуль, який працює в той час, коли процесор вільний (а він у нормальної офісної машини завжди вільний більш ніж на 90 відсотків). Цей модуль, виробивши свою частку обчислень, потім скидає результати по Інтернету на центральну машину, і одержує від неї нове завдання. Таких проектів вже дуже багато, кількість їх росте, а розрахункові потужності цілком відповідають Тор10 наймогутніших суперкомп'ютерів.

Одна з таких мереж займається пошуками найбільших простих чисел. Як затверджують її творці, сумарна обчислювальна потужність мережі GIMPS (Great Internet Mersenne Prime Search – Інтернет-пошук простих чисел Мерсенна) складає 14 терафлопс, тобто може зайняти 11-е місце в рейтингу суперкомп'ютерів Top500. Останнє просте число знайдене 18 лютого 2005 доктором Мартіном Новаком (Dr. Martin Nowak) з Німеччини. Це найбільше відоме на сьогодні просте число: у ньому 7 816 230 цифр. Організація Electronic Frontier Foundation пропонує приз в $100 тисяч за знаходження простого числа Мерсенна з числом цифр 10 мільйонів. Залишилося вже порівняно небагато. (А приз в $50 тисяч за просте число з мільйоном цифр вже вручений).

Є і інші проекти: найзнаменитіший - SETE@Home. Його учасники займаються пошуком сигналів від позаземних цивілізацій. Сlimateprediction.net - глобальний експеримент по прогнозу змін клімату. 15 липня 2005 року проект відсвяткував ювілей – кількість комп'ютерів, що приєдналися до його обчислювальної мережі, перевищила 100 тисяч.

Довідка

Раніше швидкодія вимірювалася числом програмних команд, виконуваних протягом секунди, але сьогодні цей критерій вийшов із вживання. В даний час універсальною мірою швидкості роботи суперкомп'ютерів є кількість обчислень з плаваючою крапкою, виконуваних за одну секунду, так званих флопсів (floating-point operations per second, скорочено - flops). Прикладом такої операції служить множення двох дійсних чисел. Мільйон таких операцій складає мегафлопс, мільярд - гігафлопс, і трильйон - терафлопс.

Володимир Губайловський, спеціально для сайту svoboda.org

Джерело: Радіо Свобода, 30 лпиня 2005

Висловити думку у Форумі

• Інші публікації рубрики „Інноватика”