Гонка суперкомпьютеров набирает скорость

29.07.2005

Суперкомпьютеры сегодня и завтра

Суперкомпьютеры сегодня и завтра

Что будет. Япония и Китай

Китайская компания Lenovo, которая недавно приобрела у IBM подразделения по производству персональных компьютеров и ноутбуков, планирует поспорить с IBM и на рынке самых мощных в мире суперкомпьютеров. Lenovo намерена построить самый мощный китайский суперкомпьютер. Как сообщает Infoworld, производительность нового суперкомпьютера составит не менее одного петафлопс (10 в 15-й степени операций с плавающей запятой в секунду). Это в семь с лишним раз больше, чем у лидера последнего списка Top500 американского суперкомпьютера Blue Gene/L, установленного в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса Министерства энергетики США. Пока никаких подробностей о компьютере Lenovo не сообщается. Суперкомпьютер будет запущен к 2010 году. Министерство образования, науки и технологии Японии заявило, что к 2010 году Япония также запустит свой суперкомпьютер – он будет в десять раз мощнее китайского. Его запланированная мощность должна составить 10 петафлопс. Это в 73 раза превышает мощность Blue Gene/L. Стоимость создания японского суперкомпьютера оценивается в 900 миллионов долларов. Количество процессоров этого гиганта превысит миллион.

Что есть. Тор500

22 июня 2005 года был опубликован очередной список 500 наиболее мощных компьютеров мира Top500. Он изменился с ноября 2004 года радикально – из первой десятки списка осталось только пять систем. На первом месте в Top500 остался суперкомпьютер IBM BlueGene/L, число процессоров которого увеличилось до 65536, а производительность достигла 136,8 терафлопс. На сегодняшний день IBM абсолютный лидер на рынке суперкомпьютеров: в первой десятке сразу пять систем IBM BlueGene/L - на 1-м, 2-м, 6-м, 8-м и 9-м местах

Для того чтобы попасть в первую десятку списка, теперь требуется производительность 15,25 терафлоп-с. Последняя, 500-я система в новой редакции списка была бы в предыдущем списке (ноябрь 2004 года) на 299-м месте.

Суммарная производительность систем в списке выросла за полгода до 1,69 петафлопс в секунду – то есть запланированный Японией компьютер должен превзойти суммарную мощность 500 лучших на сегодняшний день суперкомпьютеров почти в шесть раз.

Есть в списке и российские компьютеры. На 56-м месте списка Тор500 стоит суперкомпьютер MVS-15000BM производства IBM, установленный в Межведомственном суперкомпьютерном центре Российской Академии наук. 474-е место занял суперкомпьютер, установленный в Сбербанке.

Как это делается

На 174-ом месте списка Тор500 стоит белорусский суперкомпьютер SKIF K-1000. В создании суперкомпьютера SKIF активное участие принимал Институт Программных Систем Российской Академии Наук из города Переславля-Залесского. О принципах построения суперкомпьютеров рассказал для радио «Свобода» один из разработчиков SKIF исполняющий обязанности директора Института Сергей Абрамов: «Очень привлекательна по своему решению кластерная технология. Она состоит в следующем: берутся широкодоступные процессоры, которые уже производятся массово; берутся стандартные материнские платы; сеть, которая соединяет вычислительные узлы, тоже берется у известного производителя. Хотя, конечно, есть и довольно дорогие компоненты. Мы использовали пиковую технологию для соединения узлов - Infiniband. Конечно, нельзя говорить, что после этого любой пионер может собрать суперкомпьютер, это не совсем так. Для этого нужно очень серьезно поработать над доводкой, охлаждением и совместимостью всех элементов».

То есть по возможности ничего не делается специально для суперкомпьютера – он собирается из готовых "кубиков" – это так называемая кластерная архитектура. Общее число компьютеров с такой архитектурой в списке Тор500 составляет 304 системы, так что кластерная архитектура остается наиболее популярной при проектировании суперкомпьютеров. Это технологическое решение позволяет наращивать мощность уже работающего компьютера. Blue Gene/L состоит из 64-х стоек, в каждой из которых 1024 процессоров IBM Power. Компания планирует и дальнейшее наращивание мощности машины.

Зачем нужны такие мощности

Основные направления применения суперкомпьютеров - это математическое моделирование эволюционных процессов, в том числе процессов развития Вселенной, моделирование работы человеческого мозга и задачи, относящиеся к распознаванию нужных данных среди уже собранной информации (data mining). Но одна из главных задач суперкомпьютеров, которая "съедает" их мощности без остатка и требует еще и еще – это предсказание погоды и долгосрочные модели климата. Именно задача устойчивого прогноза погоды на неделю вперед и ставится перед самой мощной на сегодня машиной BlueGene/L, установленной в Ливерморской лаборатории. И есть надежда, что проектной вычислительной мощности BlueGene/L для решения этой задачи окажется достаточно.

Народные суперкомпьютеры

Сегодня получили широкое распространение вычислительные сети, которые используют свободную мощность компьютеров, присоединенных к Интернету. Эта технология называется метакомпьютинг и присоединиться к ней может любой пользователь Интернета. На компьютер пользователя устанавливается вычислительный модуль, который работает в то время, когда процессор свободен (а он у нормальной офисной машины всегда свободен более чем на 90 процентов). Этот модуль, произведя свою долю вычислений, потом сбрасывает результаты по Интернету на центральную машину, и получает от нее новое задание. Таких проектов уже очень много, количество их растет, а расчетные мощности вполне соответствуют Тор10 самых мощных суперкомпьютеров.

Одна из таких сетей занимается поисками самых больших простых чисел. Как утверждают ее создатели, суммарная вычислительная мощность сети GIMPS (Great Internet Mersenne Prime Search – Интернет-поиск простых чисел Мерсенна) составляет 14 терафлопс, то есть может занять 11-е место в рейтинге суперкомпьютеров Top500.

©РАН 2020