На прошедшей в Сиэтле 11-й международной конференции по суперкомпьютерам SC11 самой горячо обсуждаемой темой стала задача достижения быстродействия в 1 EFLOPS (экзафлопс) до конца нынешнего десятилетия, то есть мощности, примерно на три порядка большей, чем у самых быстрых из ныне существующих систем.
Восемь-девять лет — это большой период времени, но участие в SC11 оставило ощущение, что экзафлопс буквально за поворотом. Инициатива отчасти исходит от Министерства энергетики США, которое планирует финансировать разработку этих сверхмощных систем. Прошедшим летом минэнерго сообщило суперкомпьютерной отрасли, что примерно в 2019-2020 году ему понадобится экзафлопсная система, потребляющая не более 20 МВт. С тех пор начались изыскания способов выполнить эту задачу.
.jpg) |
|
В ТО ВРЕМЯ КАК ПРОИЗВОДИТЕЛИ решают проблемы потребляемой мощности и быстродействия, пользователи высокопроизводительных вычислительных систем преодолевают трудности масштабирования кода, чтобы в полной мере использовать возможности новых суперкомпьютеров |
Оценить, что такое 20 МВт, можно в сравнении. Сейчас IBM строит для принадлежащей Национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе, тоже принадлежащей минэнерго, систему мощностью 20 PFLOPS. Это будет один из крупнейших и самых энергоэффективных суперкомпьютеров в мире. Когда в следующем году эта система полностью будет введена в эксплуатацию, ее энергопотребление составит примерно 7-8 МВт, — сообщают в IBM. Отметим, что 1 EFLOPS — это 1000 PFLOPS (а 1 PFLOPS — 1015 операций с плавающей запятой в секунду).
«Мы живем в мире, ограниченном в электроэнергии, — считает Стив Скотт, директор по технологиям отделения Nvidia по процессорам Tesla. — Сегодня быстродействие, которого можно добиться от чипа, ограничивается не предельным числом транзисторов на нем, а его потребляемой мощностью».
Скотт полагает, что возможности архитектуры x86 в области быстродействия ограничены из-за непроизводительных затрат ресурсов процессора при его работе. Графические же процессоры, утверждает он, в отличие от центральных, выполняют очень малый объем служебных функций, и поэтому расходуют меньше энергии в расчете на операцию. Сегодня системы высокопроизводительных вычислений строятся на основе чипов Nvidia, используемых совместно с центральными процессорами x86-архитектуры.
Скотт полагает, что цели, поставленной минэнерго, можно будет достичь к 2022 году. Однако, добавляет он, если государственная экзафлопсная программа будет финансироваться в достаточных объемах, Nvidia сможет интенсифицировать разработку новых схематических и архитектурных решений, благодаря чему нужное сочетание быстродействия и потребляемой мощности может будет достигнуто уже к 2019 году.
Генеральный менеджер отделения Intel по техническим вычислениям Раджиб Хазра заявил, что корпорация сможет создать экзафлопсную систему, потребляющую 20 МВт, уже к 2018 году, то есть на год раньше, чем требует правительство. Об этом Хазра объявил во время анонса Knights Corner, 50-ядерного процессора Intel c усредненной производительностью 1 TFLOPS.
Прежде, как будет достигнут экзафлопсный порог, появятся системы, обладающие быстродействием в сотни петафлопсов. В IBM, в частности, заявляют, что новая система Blue Gene/Q (Sequoia) будет иметь мощность 100 PFLOPS.
Для Ким Каппс, главы вычислительного отдела Лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе и руководителя проекта Sequoia, вполне достаточно и 20 PFLOPS.
«Мы потрясены тем, что можем получить столь мощную машину в свои руки, — заявляет она. — Теперь можно будет решить массу задач национального значения, — в области разработки вооружений, моделирования материалов, климатических изменений, энергетических систем и т. д».