СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ
В марте 2002 г. две научные лаборатории США - лос-аламосская и ливерморская, завершили семимесячный пилотный проект в рамках программы ASCI (ускоренная стратегическая компьютерная инициатива) по моделированию ядерного взрыва. Теперь программно-аппаратный комплекс ASCI готов для промышленной эксплуатации. Все вычисления, позволившие построить детальную трехмерную картину взрыва, велись на самом быстром в мире суперкомпьютере ASCI White производительностью 12,28 Тфлопс, которая к 2003 г. должна возрасти до 30 Тфлопс. Этот суперкомпьютер основан на серверной архитектуре IBM RS/6000 SP с 512 узлами (8192 процессора), использует 6 Тб ОЗУ и оснащен устройством хранения данных объемом 160 Тб. В качестве ОС применяется Unix.
IBM начала создание ASCI White в 1998 г. по заказу Министерства энергетики США, выделившего на проект 110 млн. долл. Пока он остается самым быстрым компьютером в мире, согласно результатам исследования Top500 (www.top500.org). ASCI White уже несколько лет сохраняет в Top500 лидерство с показателем 7,2 Тфлопс (по данным на ноябрь 2001 г.) в тесте Linpack, а на второе место вышел суперкомпьютер Compaq AlphaServer, установленный в Питтсбургском суперкомпьютерном центре США (4 Тфлопс).
Однако производительность 12,28 Тфлопс нельзя считать уникальной. В набирающих в последнее время популярность проектах, основанных на распределенных вычислениях, когда в сеть через Интернет объединяются сотни тысяч и миллионы ПК, удается достичь гораздо больших показателей. Так, система распределенных хранителей экранов Seti@Home (www.seti-inst.edu/science/setiathome.html), занимающаяся анализом данных, получаемых от радиотелескопа в Пуэрто-Рико, с целью поиска сигналов от внеземных цивилизаций показала этой весной пиковую производительность 96,79 Тфлопс.
Почему же военные выбрали более дорогой и, на первый взгляд, менее эффективный вариант? Это определяется условиями решаемой задачи. Достаточно просто декодировать зашифрованный текст по маленьким частям или анализировать сигналы из космоса, размещая на каждом ПК для анализа данные по крохотному участку неба. Но в задачах моделирования потоков активно взаимодействующих друг с другом материальных частиц требуется постоянный обмен между вычислительными узлами большими объемами данных - сотнями гигабайт в секунду. Поэтому для переноса задач, выполняемых ASCI White, в сетевую среду требуется разработка новых алгоритмов, способных использовать распределенные процессорные ресурсы и единую БД. Не всегда удается распараллелить вычисления на логическом уровне и явно выделить независимые участки алгоритма. Но это нередко можно сделать на уровне машинного кода, части которого распределяются между процессорами автоматически, на этапе компиляции, что в свою очередь подразумевает наличие хороших трансляторов для параллельных архитектур и требует высокой квалификации программистов.
Кроме того, ASCI решает задачу с определенной информационной избыточностью. Данное моделирование ядерного взрыва нельзя назвать первым. Подобные исследования проводились в разных странах и раньше, просто полученные результаты представляли собой двумерные изображения или наборы чисел, окончательную интерпретацию которых выполняли люди-эксперты. Поэтому результаты проекта ASCI White фактически не имеют научного значения. Они лишь повышают эффективность работы персонала лабораторий, занимающихся созданием ядерного оружия. Гораздо более перспективным выглядит возможность применения ASCI в мирных целях. Например, при предсказании погоды, как и в случае с ядерными взрывами, очень важно уметь моделировать движение потоков физических частиц и наблюдать развитие соответствующих процессов на экране компьютера. Ведь погода резко ухудшается подчас в считанные минуты, и у сотрудников метеорологических организаций и служб спасения нет возможности часами и днями интерпретировать необработанные, “сырые” результаты вычислений. А вот ASCI для этой деятельности - как нельзя кстати, в этой сфере он может принести обществу куда больше пользы, нежели в сегодняшней роли “виртуального генератора радиации”.
