Статья только в электронной версии журнала
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ
Корпорация нацеливается на создание самых быстрых в мире компьютеров
Родившийся в корпорации IBM малыш под названием Blue Gene/L на суперкомпьютер не слишком-то похож. И тем не менее этот прототип размером с посудомоечную машину, работающий под управлением Linux, уже занял 73-е место среди самых быстрых компьютеров мира. А ведь он, по словам разработчиков, дает только самое общее представление о том, что должно появиться после реализации всего проекта.
Представленная версия по своим размерам примерно в 128 раз меньше полномасштабного суперкомпьютера Blue Gene/L, который IBM создает для исследовательского центра Lawrence Livermore National Laboratory в калифорнийском городе Ливермор. Сам же этот суперкомпьютер рассматривается как продукт первого этапа более крупного проекта корпорации, реализуемого по двум направлениям. Его общим результатом должно стать создание самых быстрых компьютеров на всем земном шаре.
В роли заказчика Blue Gene/L выступает министерство энергетики США, в интересах которого и развернута при калифорнийском университете ливерморская лаборатория, а работы над суперкомпьютером ведутся в исследовательском подразделении IBM Research, расположенном в г. Йорктаун-Хайтс (шт. Нью-Йорк). Как заверяет главный архитектор проекта Эл Гейра, завершения работ можно ожидать уже в конце 2004-го или начале 2005 года.
То, что прототип Blue Gene/L был включен в список самых быстрых компьютеров Top 500 Supercomputer, составленный к ноябрьской выставке SC2003, Гейру и удивило, и порадовало, так как отрасль получила представление о новом амбициозном проекте IBM. "Специалисты могли бросить беглый взгляд на то, что их ожидает впереди, - говорит он. - А ведь это лишь вершина айсберга".
После завершения всего проекта на свет должен появиться Blue Gene/P - суперкомпьютер с пиковой производительностью 1 петафлоп. Это значит, что он сможет выполнять целый квадрильон операций в секунду. Для создания такой машины исследователи IBM собираются провести два отдельных проекта, первым из которых как раз и является Blue Gene/L.
На данном этапе, оцениваемом в 100 млн. долл., по плану будет достигнута производительность 360 терафлоп, т. е. 360 триллионов операций в секунду. Этого, как считает Гейра, будет вполне достаточно, чтобы возглавить список пятисот самых быстрых компьютеров мира, ведь рекордсмен нынешнего года - Earth Simulator, созданный в Японии корпорацией NEC, - обеспечивает "всего" 40 терафлоп. В то же время прототип Blue Gene/L с 256 процессорами, упакованными в корпус 21U (93,3 см), уже продемонстрировал скорость на уровне 2 терафлопов.
Ну а в общей сложности в Blue Gene/L будет свыше 64 тыс. двухпроцессорных вычислительных узлов, размещенных в 64 корпусах. Основу суперкомпьютера составят процессоры IBM PowerPC 440GX, что должно создать для пользователей знакомую обстановку. Ключом к успеху проекта станет множество функций и особенностей, реализованных прямо в кремнии. В их число входят среди прочего двухпроцессорная архитектура отдельных узлов и технология взаимосвязи между ними. В каждом таком элементе один процессор будет производить вычисления, а другой - отвечать исключительно за поддержание связи с соседями.
На каждом кристалле будет размещен кэш 3-го уровня емкостью 4 Мб и несколько сетевых интерфейсов для взаимосвязи по протоколу Message Passing Interface, который уже применяется в суперкомпьютерных кластерах.
При создании суперкомпьютеров, как отмечает аналитик из фирмы Illuminata (Нашуа, шт. Нью-Гэмпшир) Гордон Хафф, огромное значение приобретает плотность монтажа. Именно на ее повышение направляли свои основные усилия компании Silicon Graphics и Cray.
"Повышая плотность, вы снижаете задержку сигнала и улучшаете связь между процессорами, - поясняет он. - В вычислительных центрах более плотное размещение оборудования высвобождает рабочее пространство и позволяет экономить деньги, но в суперкомпьютерах преимущества совершенно иные. Здесь чем плотнее расположены компоненты, тем быстрее они обмениваются друг с другом информацией, а это намного увеличивает общую скорость работы машины".
IBM, по мнению Хаффа, удалось добиться высокой плотности в прототипе Blue Gene/L, однако теперь ее необходимо обеспечить в масштабах всего суперкомпьютера, причем так, чтобы близкое расположение друг к другу такого количества процессоров не привело к перегреву системы.
Как уже отмечалось, Blue Gene/L - только одно из двух направлений работ по созданию мирового рекордсмена. Второе же предусматривает построение машины Blue Gene/C, которая, по оценке Гейры (сам он этой частью проекта не занимается), будет не столь дорогой и нацеленной на решение специальных задач. Впоследствии исследователи IBM, изучив полученные по обоим направлениям результаты, должны будут решить, какое из них больше подходит для разработки Blue Gene/P.
"Все дело упирается в цену, - уверен Хафф. - О ней можно не думать, когда имеешь бюджет Ливерморской лаборатории, но если удастся обеспечить производительность, затратив в десять раз меньше денег, перед пользователями откроются совершенно новые перспективы".
