:   19.04.2024 .
:
 
 
* *
01796

×èòàåòå íàø æóðíàë
- Ñóïåðêîìïüþòåðû. ÷.2 -
Ñóïåðêîìïüþòåðû. ÷.2
 
Ñóïåðêîìïüþòåð (àíãë. supercomputer, ÑóïåðÝÂÌ) - âû÷èñëèòåëüíàÿ ìàøèíà, çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäÿùàÿ ïî ñâîèì òåõíè÷åñêèì ïàðàìåòðàì áîëüøèíñòâî ñóùåñòâóþùèõ êîìïüþòåðîâ.
 
Êàê ïðàâèëî, ñîâðåìåííûå ñóïåðêîìïüþòåðû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé áîëüøîå ÷èñëî âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ ñåðâåðíûõ êîìïüþòåðîâ, ñîåäèíåííûõ äðóã ñ äðóãîì ëîêàëüíîé âûñîêîñêîðîñòíîé ìàãèñòðàëüþ äëÿ äîñòèæåíèÿ ìàêñèìàëüíîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòè â ðàìêàõ ïîäõîäà ðàñïàðàëëåëèâàíèÿ âû÷èñëèòåëüíîé çàäà÷è.
 
×òî òàêîå ñóïåðêîìïüþòåð?
 
Îäíîçíà÷íóþ ôîðìóëèðîâêó íàéòè ïðîñòî íåîáõîäèìî. Îïðåäåëåíèå ýòîãî ïîíÿòèÿ íå ðàç áûëî ïðåäìåòîì ìíîãî÷èñëåííûõ äèñêóññèé, íî êîíå÷íûé ðåçóëüòàò íå äîñòèãíóò è äî ñèõ ïîð.
Ñàìî ïîíÿòèå «ñóïåðêîìïüþòåð» âîçíèêëî â ñåðåäèíå 1960-õ ëåò, êîãäà êîìïüþòåðîâ ñòàëî äîñòàòî÷íî ìíîãî è îíè íà÷àëè ðàçëè÷àòüñÿ ìîùíîñòüþ è ïðåäíàçíà÷åíèåì. Îòñþäà è âîçíèêëà íåîáõîäèìîñòü èõ êëàññèôèêàöèè.
Íà ðàçíûõ ýòàïàõ ðàçâèòèÿ êîìïüþòåðíîé òåõíèêè ïîä îïðåäåëåíèå «ñóïåðêîìïüþòåð» ïîäïàäàëè ðàçíûå âèäû êîìïüþòåðîâ. Íåñîìíåííî, íåêîòîðûå âàðèàíòû êëàññèôèêàöèè óæå óñòàðåëè, äðóãèå æå íóæäàþòñÿ â óòî÷íåíèè.
Ñóïåðêîìïüþòåðû
 
Ê ïðèìåðó, ñóùåñòâóåò îïðåäåëåíèå ñóïåðêîìïüþòåðà êàê «êîìïüþòåðà ñ ïðîäóêòèâíîñòüþ áîëüøå Õ Y-ôëîïñîâ». Ñðàçó âîçíèêàåò ïðîáëåìà, êàê îïðåäåëèòü ýòî Õ? Ê òîìó æå ïîíÿòíî, ÷òî ñ êàæäûì ãîäîì íóæíî êàê-òî êîððåêòèðîâàòü Õ è êàæäûå 2-3 ãîäà èçìåíÿòü Y.
Äðóãàÿ ïðîáëåìà áîëåå ñëîæíà – ÷òî òàêîå «ïðîèçâîäèòåëüíîñòü»? Âåäü «ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñèñòåìû» (êàê õàðàêòåðèñòèêè ïðîöåññà ðåøåíèÿ êîíêðåòíûõ çàäà÷) è «áûñòðîäåéñòâèå ïðîöåññîðà» (êîëè÷åñòâî îïåðàöèé, âûïîëíÿåìûõ ïðîöåññîðîì) – äàëåêî íå îäíî è òî æå.
 äàííûé ìîìåíò êîìïüþòåðû è ñóïåðêîìïüþòåðû êîíñòðóèðóþò íà îñíîâå ïðîöåññîðîâ àðõèòåêòóð RISC è CISC.
Êàê ìîæíî ñðàâíèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîöåññîðà àðõèòåêòóðû CISC ñ ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ ïðîöåññîðà àðõèòåêòóðû RISC? Îñîáåííîñòè ýòèõ àðõèòåêòóð òàêîâû, ÷òî åñëè âçÿòü ïî îäíîìó ïðîöåññîðó ýòèõ äâóõ àðõèòåêòóð ñ îäèíàêîâûì êîëè÷åñòâîì âûïîëíÿåìûõ êîìàíä â ñåêóíäó, òî íà ñàìîì äåëå ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ýòèõ ïðîöåññîðîâ áóäåò íå ðàâíà, äàæå áîëåå òîãî, áóäåò îòëè÷àòüñÿ â ðàçû.
 
Âñå äåëî â òîì, ÷òî àðõèòåêòóðà RISC èñïîëüçóåò óïðîùåííûé íàáîð êîìàíä. Íàïðèìåð, ñðåäè êîìàíä òàêîãî ïðîöåññîðà íåò êîìàíä àðèôìåòè÷åñêîãî óìíîæåíèÿ, äåëåíèÿ è áîëåå ñëîæíûõ, ïîñêîëüêó äëÿ âûïîëíåíèÿ òàêèå êîìàíäû òðåáóþò áîëüøîå êîëè÷åñòâî òàêòîâ ïðîöåññîðà. Ïîýòîìó â RISC-ïðîöåññîðàõ ñëîæíûå êîìàíäû ðåàëèçóþòñÿ ïóòåì ñîñòàâëåíèÿ ïîäïðîãðàìì èç áîëåå ïðîñòûõ êîìàíä.
Àðõèòåêòóðà CISC, íàîáîðîò, èñïîëüçóåò âåñüìà îáøèðíûé ñïèñîê êîìàíä, â òîì ÷èñëå è äëÿ ñëîæíûõ âû÷èñëåíèé, ÷òî ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü áîëåå êîðîòêèå ïðîãðàììû è èñïîëüçîâàòü äëÿ õðàíåíèÿ èñïîëíÿåìîãî êîäà ìåíüøèé îáúåì êåøà.
Èñõîäÿ èç àðõèòåêòóð RISC è CISC ìîæåò ïîëó÷àòüñÿ, ÷òî îäíà êîìàíäà RISC âûïîëíÿåòñÿ çà 1-2 òàêòà, à êîìàíäà CISC ìîæåò çàíÿòü 1-20 òàêòîâ. Çíà÷èò ïîëüçà îò 1 000 000 êîìàíä RISC ìåíüøå, ÷åì ïîëüçà îò 1 000 000 êîìàíä CISC.
 
Íå ãîâîðÿ óæå î òîì, ÷òî ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ìíîãîïðîöåññîðíîé ñèñòåìû, óâû, íå âñåãäà ðàâíà ñóììå ïðîäóêòèâíîñòåé îòäåëüíûõ åå ïðîöåññîðîâ.
 1989 ãîäó Ãîðäîí Áåë è Äîí Íåëüñîí øóòÿ ïðåäëîæèëè ñ÷èòàòü ñóïåðêîìïüþòåðîì ëþáîé êîìïüþòåð, êîòîðûé âåñèò áîëüøå òîíû ;). Íåñìîòðÿ íà øóòëèâîñòü ýòîãî îïðåäåëåíèÿ, îíî âûãëÿäèò äîñòàòî÷íî ðåàëüíûì è ïîíÿòíûì äëÿ ÷åòêîãî âûäåëåíèÿ ñóïåðêîìïüþòåðîâ (êîíêðåòíûå âåñîâûå ïîêàçàòåëè ìîæíî óòî÷íÿòü).
Ïî àíàëîãèè ñ ïðèâû÷íûìè îïðåäåëåíèÿìè ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà êàê òàêîãî, êîòîðîãî ìîæíî ðàçìåñòèòü íà ïèñüìåííîì ñòîëå, è íîóòáóêà, êàê òàêîãî, êîòîðûé âëåçàåò â ïîðòôåëü, ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü êîìïüþòåðû íå ïî òåõíè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì, à ïî èõ íàçíà÷åíèþ.
Òîãäà ïîëó÷èì äîñòàòî÷íî ñîâðåìåííûå êàòåãîðèè:
1. Ðàáî÷èå ñòàíöèè (ÏÊ) – ïîääåðæêà èíäèâèäóàëüíîé ðàáîòû.
2. Ñåðâåðû è ìåéíôðåéìû – ìíîãîïîëüçîâàòåëüñêèå ñèñòåìû êîëëåêòèâíîãî äîñòóïà.
3. Ñóïåðêîìïüþòåðû – ðåøåíèå óíèêàëüíûõ ñëîæíûõ ðàñ÷åòíûõ çàäà÷.
 
Äëÿ ÷åãî íóæíûå ñóïåðêîìïüþòåðû?
 
Ïðîñòîé ðåòðîñïåêòèâíûé àíàëèç – ãäå è çà÷åì èñïîëüçîâàëèñü òàêèå ìàøèíû – îäíîçíà÷íî ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî ðå÷ü èäåò î ðåøåíèè ñëîæíûõ ìàòåìàòè÷åñêèõ âû÷èñëèòåëüíûõ çàäà÷ â ïðåäåëàõ ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé è î ðåàëèçàöèè ïðîåêòîâ íàöèîíàëüíîãî èëè ìåæäóíàðîäíîãî ìàñøòàáà.
Ðàñøèôðîâêà ñåêðåòíûõ êîäîâ è áàëëèñòè÷åñêèå ðàñ÷åòû – âîò îñíîâíîå ïðèìåíåíèå âû÷èñëèòåëåé âî âðåìÿ Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû. Ïåðâûå ïðîîáðàçû ñîâðåìåííûõ êîìïüþòåðîâ ñîçäàâàëèñü â ïðåäåëàõ ÿäåðíûõ ïðîåêòîâ. Íàïðèìåð, íàèáîëåå èçâåñòíûå ñîâåòñêèå ñóïåðêîìïüþòåðû «Ýëüáðóñ» áûëè ðàçðàáîòàíû äëÿ ðåàëèçàöèè ïðîòèâîðàêåòíîé îáîðîíû ñòðàíû â 1970-80-ûå ãîäû.
 
Ìîæíî âñïîìíèòü î ãåîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ, ïðîãíîçèðîâàíèè ïîãîäû, ðàñøèôðîâêå ãåíîìà ÷åëîâåêà, ñîçäàíèè íîâûõ ëåêàðñòâ, è òîìó ïîäîáíîå.
Íàïðèìåð, «èñïîëüçîâàíèå ñóïåðêîìïüþòåðà ïîçâîëèëî ñîêðàòèòü ðàñõîäû íà ðàçâåäêó íîâîãî ìåñòîðîæäåíèÿ íåôòè íà 20%». Íî êðîìå óâåëè÷åíèÿ ñóïåðêîìïüþòåðíûõ ìîùíîñòåé ñóùåñòâóåò ïðîáëåìà íåäîñòàòî÷íîé çàãðóæåííîñòè óæå ñóùåñòâóþùèõ ñóïåðêîìïüþòåðîâ çàäà÷àìè ïðîèçâîäñòâà è ýêîíîìèêè.
Åùå îäíà ñëîæíîñòü çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî çàäåéñòâîâàòü âîçìîæíîñòè ñóïåðêîìïüþòåðîâ âîâñå íå òàê ïðîñòî. Âåäü îñíîâíîé ýôôåêò ïðè èõ ïðèëîæåíèè äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò ðàñïàðàëëåëèâàíèÿ âû÷èñëèòåëüíûõ ïðîöåññîâ, à âîçìîæíîñòè ðåøåíèÿ òàêîé çàäà÷è àâòîìàòè÷åñêè, ñ ïîìîùüþ òîëüêî ïðîãðàììíûõ ñðåäñòâ, äîñòàòî÷íî îãðàíè÷åííûå, â òîì ÷èñëå ïðè ðàáîòå ñ ìîäåëÿìè, êîòîðûå îïèñûâàþòñÿ óðàâíåíèÿìè ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè.
Òàêèì îáðàçîì, èñïîëüçîâàíèå ñóïåðêîìïüþòåðîâ íóæäàåòñÿ, ïðåæäå âñåãî, â äîñòàòî÷íî ñåðüåçíûõ èíâåñòèöèÿõ â ðàçâèòèå ìàòåìàòè÷åñêîãî è ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ.
 
Ñðåäè çàäà÷, êîòîðûå ðåøàþòñÿ â íàñòîÿùèé ìîìåíò, íàïðèìåð, â Óêðàèíñêîì ÑÎÖ ÍÀÍÓ, - ïðåäóïðåæäåíèå ýêîëîãè÷åñêèõ êàòàñòðîô, îáðàáîòêà è èíòåðïðåòàöèÿ ãåîôèçè÷åñêèõ äàííûõ äëÿ ðàçâåäêè íåôòè è ãàçà, ìîäåëèðîâàíèÿ è ïðîãíîçèðîâàíèÿ ïîãîäû, à òàêæå ïîñëåäñòâèé âðåäíûõ âûáðîñîâ â àòìîñôåðó.
ÑÎÖ óñïåøíî ðàçðàáàòûâàåò ìíîãî äðóãèõ, áîëåå ñïåöèôè÷åñêèõ òåõíîëîãèé, íà÷èíàÿ ñ ïîèñêà îïòèìàëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ àâàðèéíûõ ñëóæá è ñòàíöèé ñêîðîé ïîìîùè, âûÿâëåíèÿ ïðîðûâîâ íåôòåïðîâîäîâ è ïðîãíîçèðîâàíèÿ ïîâðåæäåíèÿ ïîñåâîâ çåðíîâûõ, äî ñëîæíûõ òåõíîëîãèé ïðîòèâîðàêåòíîé îáîðîíû, ïðåäóïðåæäåíèÿ òåððîðèñòè÷åñêèõ àêöèé, îöåíêè èíâåñòèöèîííûõ ïðîåêòîâ, ðûíî÷íûõ èññëåäîâàíèé, è òîìó ïîäîáíîå.
Íàøè îòå÷åñòâåííûå ñóïåðêîìïüþòåðíûå âû÷èñëèòåëüíûå öåíòðû ðåøàþò âàæíåéøèå äëÿ ýêîíîìèêè Óêðàèíû çàäàíèÿ, ìíîãèå èç êîòîðûõ ðàíüøå ñ÷èòàëèñü ïî÷òè íåâûïîëíèìûìè. Äëÿ áîëüøèíñòâà ðàçðàáîòàííûõ òåõíîëîãèé ñêîðîñòü ïîëó÷åíèÿ ðåçóëüòàòîâ âû÷èñëåíèé ÿâëÿåòñÿ ôàêòîðîì, êîòîðûé ïîëíîñòüþ îïðåäåëÿåò èõ ïðàêòè÷åñêóþ öåííîñòü.
 
 ýòèõ óñëîâèÿõ íàðàùèâàíèÿ âû÷èñëèòåëüíîé ìîùíîñòè óêðàèíñêèõ ñóïåðêîìïüþòåðîâ – çàäà÷à ïåðâîî÷åðåäíîé âàæíîñòè, åå ðåøåíèå îáåñïå÷èò êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòü íîâîé ýêîíîìèêè Óêðàèíû â êëþ÷åâûõ îòðàñëÿõ.
×òî êàñàåòñÿ áîëüøèõ ìèðîâûõ áèçíåñ-êîðïîðàöèé, òî îíè óæå äàâíî ïîíÿëè ïðåèìóùåñòâà è íåîáõîäèìîñòü ñóïåðêîìïüþòåðîâ è ñîçäàëè ñîáñòâåííûå ìîùíîñòè.
 ðåéòèíãå TOP500 íàèìîùíåéøèõ êîìïüþòåðíûõ ñèñòåì ìèðà óæå áîëåå 60% èíñòàëëÿöèé ïðèíàäëåæèò êîðïîðàöèÿì, à íå èññëåäîâàòåëüñêèì öåíòðàì.
 äåéñòâèòåëüíîñòè ýòà ïðîïîðöèÿ åùå áîëüøå ñäâèíóòà â ñòîðîíó áèçíåñà, ïîñêîëüêó íå êàæäàÿ êîìïàíèÿ ñòðåìèòñÿ àôèøèðîâàòü ñâîè IT-ðåñóðñû. Âåäü ëó÷øå, êîãäà êîíêóðåíòû òåáÿ íåäîîöåíèâàþò. Íàèáîëåå ÿðêèé ïðèìåð áèçíåñà, êîòîðûé èñïîëüçóåò ñóïåðêîìïüþòåðíûå ìàñøòàáû IT, – ïîèñêîâàÿ ñèñòåìà Google.
 Google íå ðàç õâàñòàëèñü, ÷òî èõ êîìïàíèÿ, â ñóùíîñòè, îãðîìíûé ñóïåðêîìïüþòåð. Åå ñåðâåðíûå êëàñòåðû â ðàçíûõ ñòðàíàõ ñîñòîÿò èç ñîòåí òûñÿ÷ óçëîâ, âñåãî îêîëî ìèëëèîíà ìàøèí. Åñëè áû Google çàõîòåë äîêàçàòü ñâîþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü òåñòàìè Linpack, òî ïîòåñíèë áû â ðåéòèíãå íåìàëî äîñòàòî÷íî èçâåñòíûõ êîìïüþòåðíûõ ñèñòåì.
 
Ñóïåðêîìïüþòåðíûå òåõíîëîãèè íàøëè ïðèìåíåíèå è â ñîâðåìåííîì ñïîðòå. Àìåðèêàíñêàÿ êîìàíäà áîáñëåèñòîâ ñòàðòîâàëà íà Îëèìïèàäå â Âàíêóâåðå-2010 íà áîáàõ, îáñ÷èòàííûõ íà ñóïåðêîìïüþòåðàõ.
Áîëèäû Formula 1 óæå íå ìîãóò îáîéòèñü áåç ñóïåðêîìïüþòåðíûõ âû÷èñëåíèé àýðîäèíàìèêè. Ó Renault åñòü áîëüøàÿ ñåðâåðíàÿ ôåðìà â Åíñòîóíå, ó BMW – íàèáîëüøèé êîìïüþòåð â àâòîìîáèëüíîé èíäóñòðèè.
Ðàçóìååòñÿ, îáëàñòü ïðèìåíåíèé ñóïåðêîìïüþòåðîâ íå îãðàíè÷èâàåòñÿ ýòèìè îòðàñëÿìè, íî íà äàííîì ýòàïå ðàçâèòèÿ ïðîìûøëåííîñòè è ýêîíîìèêè âñå åùå íå÷àñòî äëÿ âû÷èñëåíèé è ìîäåëèðîâàíèÿ èñïîëüçóþò ïðîñòî êîìïüþòåðû, íå ãîâîðÿ óæå î ñóïåðêîìïüþòåðàõ. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðîáëåìà íå òîëüêî â íåäîñòàòî÷íîì èñïîëüçîâàíèè ñóïåðòåõíîëîãèé, íî è â íèçêîì óðîâíå ïðèìåíåíèÿ ñóùåñòâóþùèõ ñðåäñòâ àâòîìàòèçàöèè è ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññîâ è îáúåêòîâ.
 
Ñàìûå ëó÷øèå
 
 èþíå 2011 ãîäà â ðåéòèíãå ÒÎÐ500 ñìåíèëñÿ ëèäåð. Ïàëüìîâàÿ âåòâü ïåðâåíñòâà òåïåðü ïðèíàäëåæèò ÿïîíñêîìó âû÷èñëèòåëüíîìó ìîíñòðó K Computer (ðèñ. 1), ïîñòðîåííîìó êîìïàíèåé Fujitsu ïî çàêàçó Èíñòèòóòà ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé â ÿïîíñêîì ãîðîäå Êîáå, è óñòàíîâëåííîìó â RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS).
Ñóïåðêîìïüþòåðû. Fujitsu K Computer
Ðèñ. 1. Fujitsu K Computer
 
Åãî ïðîèçâîäèòåëüíîñòü îöåíèâàþò â 8,16 Ïôëîïñ (êâàäðèëüîíîâ îïåðàöèé â ñåêóíäó), ÷òî âòðîå ïðåâîñõîäèò ïîêàçàòåëè ïðåäûäóùåãî ðåêîðäñìåíà. Íåâèäàííîãî äîñåëå ðåçóëüòàòà óäàëîñü äîñòè÷ü áëàãîäàðÿ 68 544 âîñüìèÿäåðíûì ïðîöåññîðàì Fujitsu SPARC64 VHIfx – â ñóììå ýòî áîëüøå ïîëóìèëëèîíà âû÷èñëèòåëüíûõ ÿäåð. Ê computer çàíèìàåò 672 ìîíòàæíûõ øêàôà è ïîòðåáëÿåò 10 ÌÂò ýëåêòðîýíåðãèè, ÷òî ñîïîñòàâèìî ñ 10 òûñÿ÷àìè æèëûõ äîìîâ.
 
 
 
 
Äî ïîñëåäíåãî âðåìåíè ðåéòèíã ÒÎÐ500 âîçãëàâëÿë êèòàéñêèé ñóïåðêîìïüþòåð Tianhe-1A èç íàõîäÿùåãîñÿ â Òÿíüöçèíå Íàöèîíàëüíîãî óíèâåðñèòåòà îáîðîííûõ òåõíîëîãèé. Îäíàêî òåïåðü ïåðåìåñòèëñÿ íà âòîðîå ìåñòî.
 
Ïðè åãî ñòðîåíèè èñïîëüçîâàëàñü ãèáðèäíàÿ àðõèòåêòóðà: 14 336 öåíòðàëüíûõ ïðîöåññîðîâ Intel Õåîï äîïîëíÿþò 7168 ãðàôè÷åñêèõ óñêîðèòåëåé NVIDIA Tesla M2050. Ýòî ïîçâîëèëî äîñòè÷ü ïðîèçâîäèòåëüíîñòè 2,57 Ïôëîïñ è, ãëàâíîå, ñíèçèòü ýíåðãîïîòðåáëåíèå ñ 10 äî 4 ÌÂò.
Ñòðîèòåëüñòâî Tianhe-1A îáîøëîñü â $88 ìëí, à åæåãîäíûå ðàñõîäû íà îáñëóæèâàíèå, âêëþ÷àÿ îïëàòó øòàòà òåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëèñòîâ èç äâóõñîò ÷åëîâåê, ñîñòàâëÿþò $20 ìëí.
 
Ìîùíåéøèé ñóïåðêîìïüþòåð ÑØÀ, êàê íè ñòðàííî, çàíèìàåò ëèøü òðåòüþ ñòðî÷êó â ðåéòèíãå. Cray XT5 Jaguar ìîùíîñòüþ 1,76 Ïôëîïñ íàõîäèòñÿ â Îóêðèäæñêîé íàöèîíàëüíîé ëàáîðàòîðèè, øòàò Òåííåññè. Åãî îñíîâîé ñòàëè ÷åòûðåõ- è øåñòèÿäåðíûå ïðîöåññîðû AMD Opteron, à ñóììàðíîå ÷èñëî ÿäåð ïðåâûøàåò 200 òûñ.
Ê ñëîâó, ó÷åíûå èç Îóêðèäæñêîé íàöèîíàëüíîé ëàáîðàòîðèè íå îãðàíè÷èâàþòñÿ âñåãî îäíèì ñóïåðêîìïüþòåðîì. Âäîáàâîê ê Jaguar ó íèõ èìååòñÿ âû÷èñëèòåëüíàÿ ñèñòåìà Cray ÕÒ5 Kraken ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 1 Ïôëîïñ.
 
 ñëåäóþùåì ãîäó â ýòîé ëàáîðàòîðèè áóäåò ïîñòðîåí òðåòèé ñóïåðêîìïüþòåð – Cray XE6 Titan. Íà ñåé ðàç, êðîìå öåíòðàëüíûõ ïðîöåññîðîâ, ïëàíèðóåòñÿ ïðèìåíåíèå âèäåîêàðò NVIDIA Tesla, ÷òî äîëæíî îáåñïå÷èòü áûñòðîäåéñòâèå äî 20 Ïôëîïñ.
Óæå ñåé÷àñ HP âûïóñòèëà GPU Starter Kit, âêëþ÷àþùèé âû÷èñëèòåëüíûé êëàñòåð íà áàçå 16 öåíòðàëüíûõ ïðîöåññîðîâ è 24 ãðàôè÷åñêèõ êàðò NVIDIA Tesla M2070 ñ ïèêîâîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ 13.5 Òôëîïñ ñ ïðåäóñòàíîâëåííûì ÏÎ NVIDIA CUDA 4.0.
 
Ðåéòèíã TOP500
 
Ðåéòèíã ñàìûõ ìîùíûõ ñóïåðêîìïüþòåðîâ ìèðà (www.top500.org/lists) ïîëó÷èë íàçâàíèå ÒÎÐ500 (ðèñ. 2). TOP500 – ïðîåêò ïî ñîñòàâëåíèþ ðåéòèíãà è îïèñàíèé 500 ñàìûõ ìîùíûõ îáùåñòâåííî èçâåñòíûõ êîìïüþòåðíûõ ñèñòåì ìèðà. Ïðîåêò áûë çàïóùåí â 1993 ãîäó è ïóáëèêóåò àêòóàëüíûé ñïèñîê ñóïåðêîìïüþòåðîâ äâàæäû â ãîä (â èþíå è íîÿáðå).
 
Ýòîò ïðîåêò íàïðàâëåí íà îáåñïå÷åíèå íàäåæíîé îñíîâû äëÿ âûÿâëåíèÿ è îòñëåæèâàíèÿ òåíäåíöèé â îáëàñòè âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ âû÷èñëåíèé.
Ðîññèÿ ïî äàííûì íà èþíü 2011 ãîäà çàíèìàåò 7 ìåñòî ïî êîëè÷åñòâó ýêñïëóàòèðóåìûõ êîìïüþòåðíûõ ñèñòåì (12 ñóïåðêîìïüþòåðîâ â ñïèñêå). Ëèäèðóåò ïî ýòîìó ïîêàçàòåëþ ÑØÀ – 255 ñèñòåì, çàòåì èäóò Êèòàé (61) è Ãåðìàíèÿ (30).  ÑØÀ óñòàíîâëåíû 5 èç 10 ñàìûõ ìîùíûõ ñèñòåì. Íà Åâðîïó ïðèõîäèòñÿ 126, Àçèþ – 103, îáå Àìåðèêè – 265 ñóïåðêîìïüþòåðîâ èç ñïèñêà.
 
 íà÷àëå 1990-õ ãîäîâ âîçíèêëà íåîáõîäèìîñòü ïîëó÷åíèÿ ñðàâíèòåëüíûõ õàðàêòåðèñòèê è ìåòðèê ñóïåðêîìïüþòåðîâ. Ïîñëå ýêñïåðèìåíòîâ 1992 ãîäà ñ ìåòðèêàìè, îñíîâàííûìè íà êîëè÷åñòâå ïðîöåññîðîâ, â óíèâåðñèòåòå Ìàíãåéìà âîçíèêëà èäåÿ ñðàâíèâàòü âñå ïîäñèñòåìû ñóïåðêîìïüþòåðîâ.  íà÷àëå 1993 ãîäà Äæåê Äîíãàððà áûë óáåæäåí ïðèíÿòü ó÷àñòèå â ýòîì ïðîåêòå ñî ñâîèì òåñòîì Linpack.
 
Ñóïåðêîìïüþòåðû
Ðèñ. 2
 
 1993 ãîäó ðåéòèíã âîçãëàâèëà âû÷èñëèòåëüíàÿ ñèñòåìà Thinking Machines CM-5 Frostburg ñ ïîêàçàòåëåì 60 Ãôëîïñ. Ñ òîãî âðåìåíè ðåéòèíã îáíîâëÿåòñÿ äâàæäû â ãîä – â èþíå è íîÿáðå.
 
Ñóïåðêîìïüþòåðû. T-Blade 2
Ðèñ. 3. T-Blade 2
 
 Ðîññèè ðàçìåùåíî 12 ñóïåðêîìïüþòåðîâ. Ãîðäîñòü Ðîññèè – ñóïåðêîìïüþòåð T-Blade 2 êîìïàíèè «Ò-Ïëàòôîðìû», èìåíóåìûé “Ëîìîíîñîâ”, ïîñòðîåííûé íà T-Ïëàòôîðìå (ðèñ. 3). Çàíèìàåò 18-å ìåñòî, à ó ñåáÿ íà ðîäèíå îí îñòàåòñÿ áåññïîðíûì ëèäåðîì. Ïîñëå ìîäåðíèçàöèè åãî ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïîäíÿëàñü ñ 397,1 äî 674,1 Òôëîïñ.
D-Wave One – ýòî ýêñïåðèìåíòàëüíûé êâàíòîâûé êîìïüþòåð íà îñíîâå 128-êóáèòíîãî ïðîöåññîðà (ðèñ. 4).
 
Ñóïåðêîìïüþòåðû. D-Wave One
Ðèñ. 4. D-Wave One
 
À åñëè ðàññìàòðèâàòü ðåéòèíã â ïëîñêîñòè ïðîèçâîäèòåëåé, òî ñ áîëüøèì îòðûâîì ëèäèðóþò IBM è Hewlett-Packard – 212 è 155 ñóïåðêîìïüþòåðîâ ñîîòâåòñòâåííî. Íà ïî÷åòíîì òðåòüåì ìåñòå çàêðåïèëàñü êîìïàíèÿ Cray ñ 29 âû÷èñëèòåëüíûìè ñèñòåìàìè.
 
Ðåéòèíã TOP50 (ÑÍÃ)
 
Äàííûé ðåéòèíã äîñòóïåí ïî àäðåñó http://top50.supercomputers.ru/?page=rating.
Ëèäèðóþùåå ìåñòî â ýòîì ðåéòèíãå çàíèìàåò óæå âûøå óïîìÿíóòûé ðîññèéñêèé ñóïåðêîìïüþòåð «Ëîìîíîñîâ» (http://parallel.ru/cluster/lomonosov.html). Âòîðîå ìåñòî ïî-ïðåæíåìó óäåðæèâàåò ñóïåðêîìïüþòåð Hewlett-Packard Cluster Platform 3000 BL2x220, óñòàíîâëåííûé â ÐÍÖ Êóð÷àòîâñêèé èíñòèòóò, ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîòîðîãî 101,2 Òôëîïñ.
 
Çàìûêàåò òðîéêó ñèñòåìà «ÑÊÈÔ-Àâðîðà», ñìîíòèðîâàííàÿ â Þæíî-Óðàëüñêîì ãîñóäàðñòâåííîì óíèâåðñèòåòå. Åå ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðèáëèæàåòñÿ ê 100 Òôëîïñ.
Çà ïîëãîäà íèæíèé ïîðîã âõîæäåíèÿ â ñïèñîê Òîï-50 âûðîñ ñ 3,75 äî 5,67 Òôëîïñà. Èç ïîëóñîòíè ñóïåðêîìïüþòåðîâ 47 èñïîëüçóþò ïðîöåññîðû Intel, äâà – ÷èïû AMD è îäèí – IBM. Ïðîäîëæàåòñÿ ðîñò êîëè÷åñòâà ïðîöåññîðíûõ ÿäåð â ñèñòåìå.  ñåíòÿáðüñêîé ðåäàêöèè ñïèñêà îíî ñîñòàâëÿåò íå ìåíåå 576, à 37 ñèñòåì ÿâëÿþòñÿ áîëåå ÷åì 1024-ÿäåðíûìè.
 
×èñëî êîìïüþòåðîâ, èñïîëüçóþùèõ äëÿ âçàèìîäåéñòâèÿ óçëîâ ëèøü êîììóíèêàöèîííóþ ñåòü Gigabit Ethernet, óâåëè÷èëîñü ñ 9 äî 12. Êîëè÷åñòâî ñóïåðêîìïüþòåðîâ, â êîòîðûõ ïðèìåíÿåòñÿ øèíà InfiniBand, óìåíüøèëîñü ñ 36 äî 34.
27 èç ïîïàâøèõ â ðåéòèíã ñèñòåì çàäåéñòâîâàíû â íàóêå è îáðàçîâàíèè, ñåìü ñóïåðêîìïüþòåðîâ îðèåíòèðîâàíû íà êîíêðåòíûå ïðèêëàäíûå èññëåäîâàíèÿ, åùå ÷åòûðå êîìïëåêñà èñïîëüçóþòñÿ â ïðîìûøëåííîñòè è òðè – â ôèíàíñîâîé ñôåðå.
 
À ÷òî æå ìû?
 
Ïîñòðîåííûé â Íàöèîíàëüíîì òåõíè÷åñêîì óíèâåðñèòåòå Óêðàèíû (Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èíñòèòóò) åùå â 2006 ãîäó ñóïåðêîìïüþòåð (ðèñ. 5) èìååò ïîêàçàòåëü ïèêîâîé ïðîäóêòèâíîñòè 2 ÒÔëîïñ/ñ.
 
ÑóïåðêîìïüþòåðûÍà òîò ìîìåíò ýòîò ñóïåðêîìïüþòåð îïåðåæàë ïðèìåðíî â 3 ðàçà ñóïåðêîìïüþòåð Èíñòèòóòà êèáåðíåòèêè ÍÀÍ Óêðàèíû, êîòîðûé èìåë ñîîòâåòñòâóþùèé ïîêàçàòåëü 0,358 ÒÔëîïñ. Íàø ñóïåðêîìï ñîäåðæèò âñåãî 168 ïðîöåññîðîâ 2 õ Intel Xeon.
Îäíàêî óæå â òî âðåìÿ íàø óêðàèíñêèé ñóïåðêîìïüþòåð âîøåë â 5-òèõàòêó íàèëó÷øèõ ñóïåðêîìïüþòåðîâ ìèðà.
Ïî äàííûì 22 ÿíâàðÿ 2009 ãîäà â ÍÒÓÓ «Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èíñòèòóò» íà ñîâìåñòíîì çàñåäàíèè Êîìèòåòà ÂÐ Óêðàèíû ïî âîïðîñàì íàóêè è îáðàçîâàíèÿ è Êîíñóëüòàòèâíîãî ñîâåòà ïî âîïðîñàì èíôîðìàòèçàöèè ñîñòîÿëàñü ïðåçåíòàöèÿ ñàìîãî ìîùíîãî â Óêðàèíå ñóïåðêîìïüþòåðà, âêëþ÷åííîãî â grid-ñèñòåìó.
Ñóïåðêîìïüþòåð ñîñòîèò èç äâóõ ïîäñèñòåì. Ïåðâàÿ, ðàáîòàþùàÿ ïîä óïðàâëåíèåì ÎÑ Linux, ñîäåðæèò 44 óçëà íà áàçå ÷åòûðåõúÿäåðíûõ CPU Intel Xeon E5440 è 8 Ãá ÎÇÓ è 78 óçëîâ íà îñíîâå äâóõúÿäåðíûõ CPU Intel Xeon 5160 è 4 Ãá ÎÇÓ. Âñå óçëû äâóõïðîöåññîðíûå.
 
Âòîðàÿ ïîäñèñòåìà ïîä óïðàâëåíèåì ÎÑ Windows Server 2008 HPC âêëþ÷àåò 16 äâóõïðîöåññîðíûõ óçëîâ íà áàçå ÷åòûðåõúÿäåðíûõ CPU Intel Xeon E5440 è 8 Ãá ÎÇÓ. Ïèêîâàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñóïåðêîìïüþòåðà ñîñòàâëÿåò 7 Òôëîïñ.
Íà ñåãîäíÿ ñóïåðêîìïüþòåðíûé öåíòð ÍÒÓÓ ÊÏÈ ÿâëÿåòñÿ òàêæå îñíîâíûì çâåíîì â ïðîåêòå ïî ñîçäàíèþ íàöèîíàëüíîé grid-èíôðàñòðóêòóðû, êîòîðàÿ âêëþ÷àåò íà äàííûé ìîìåíò òàêæå êëàñòåðû ÍÀÍÓ, ÈÒÔ è ÊÍÓ.
 
Ñóïåðêîìïüþòåð áûë ïîñòðîåí êîìïàíèåé «Þñòàð», èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð êîòîðîé Âëàäèìèð Ñàâüÿê ïðîäîëæèë ïðåçåíòàöèþ. Ïîñëå êðàòêîãî ýêñêóðñà â èñòîðèþ ýòàïîâ ðàçâèòèÿ óêðàèíñêîãî grid-ñîîáùåñòâà îí ïðåäñòàâèë ñòðóêòóðíûå ñõåìû ñèñòåìû xScale ÍÒÓÓ ÊÏÈ è èíôðàñòðóêòóðû ÖÎÄ.
Âûñòóïàþùèé òàêæå ïîä÷åðêíóë, ÷òî ñåãîäíÿ â Óêðàèíå óæå äîñòèãíóò ìèðîâîé óðîâåíü â ïîñòðîåíèè ñóïåðêîìïüþòåðîâ, è áîëåå âûñîêèå ìîùíîñòè çàïàäíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ ñèñòåì îïðåäåëÿþòñÿ ëèøü ôèíàíñîâîé, à íå òåõíîëîãè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé.
 
Íà êàêîì æå ìû ìåñòå?  èòîãå íà äàííûé ìîìåíò íàøå ìåñòî 50-å â ðåéòèíãå TOP50. À âåäü åùå ïî äàííûì 2004 ãîäà ìû çàíèìàëè 13-å è 49-å ìåñòà (http://top50.supercomputers.ru/?page=archive&rating=1). Êàê áû íè áûëî ýòî âñå çàìå÷àòåëüíî, íî âñå æå ïå÷àëüíî îñîçíàâàòü, ÷òî òîò æå êàçàõñêèé ñóïåðêîìïüþòåð â Àëìàòû çàíèìàåò 41-å ìåñòî. Êîíå÷íî æå áîëüøèíñòâî ñóïåðêîìïîâ ýòîãî ðåéòèíãà íàõîäÿòñÿ â Ðîññèè.
Åñëè æå îáðàòèòüñÿ ê ñòàòèñòèêå ðåéòèíãà TOP500, òî Óêðàèíó ñåé÷àñ (ïî äàííûì íà íîÿáðü 2011 ãîäà) òàì âîîáùå íå íàéòè. Íå ñîâñåì óæ áëàãîïîëó÷íàÿ Áðàçèëèÿ è òî íå íà ïîñëåäíåé ñòðàíèöå â ðåéòèíãå.
 
Ýòî åùå ðàç äîêàçûâàåò, ÷òî íàøå ïðàâèòåëüñòâî åùå î÷åíü ìàëî óäåëÿåò âíèìàíèÿ íóæäàì íàöèîíàëüíîé íàóêè. Êîíå÷íî, âåäü êóäà ïðîùå ÷èíîâíèêó çàéòè íà ßíäåêñ è ïîñìîòðåòü õîòÿ áû òó æå ïîãîäó, ÷òîáû ïîåõàòü â Êóðøåâåëü.
È äëÿ ýòîãî ñîâñåì íåíóæíî òðàòèòü ìèëëèîíû íà ñîçäàíèå êàêîãî-òî òàì ñóïåðêîìïüþòåðà è óæ òåì áîëåå êîðìèòü âûñîêîêëàññíûõ ñïåöèàëèñòîâ, îáñëóæèâàþùèõ ñóïåðêîìïüþòåð. Âîò «ìîçãè» è óòåêàþò çà áóãîð.
 
À íå çà ãîðàìè è ýêñàôëîïñû
 
Ñòðåìèòåëüíûé ñêà÷îê çà ïîëãîäà ñ 2,57 äî 8,15 Ïôëîïñ ÿðêî äåìîíñòðèðóåò, ñêîëü áûñòðî ðàçâèâàþòñÿ ñóïåðêîìïüþòåðû. Ýòî ìîæåò îçíà÷àòü, ÷òî íå çà ãîðàìè ïîêàçàòåëè áûñòðîäåéñòâèÿ, èçìåðÿåìûå ýêñàôëîïñàìè. Îïòèìèñòè÷íî íàñòðîåííûå ó÷åíûå äàæå íàçûâàþò äàòó, êîãäà áóäåò ïîêîðåí ïîëóôàíòàñòè÷åñêèé ðóáåæ â 1 Ýôëîïñ 2020 ãîä, ò.å. æäàòü îñòàëîñü ñîâñåì íåäîëãî.
 
 

 
 
 
 
2009 - 2024 © ..
.
"" .
Comput.com.ua, .
 @Mail.ru   YandeG