В погоне за экзафлопсом

ВОЗМОЖНО, УЖЕ СКОРО на ICS объявят о преодолении экзафлопсного барьера Источник: www.isc-events.com

История конференции International Supercomputing Conference ведет отсчет со встречи 81 энтузиаста, состоявшейся 27 лет назад в немецком Мангейме. В конце июня нынешнего года в Гамбурге на ISC 2012 собралось около 2,5 тыс. участников из 57 стран. Программа и состав участников нынешней конференции свидетельствуют об окончании периода, когда преобладало упрощенное отношение к идее суперкомпьютера. Больше нельзя верить ни хакерским утверждениям о «суперкомпьютере своими руками», ни увещеваниям политиков о возможности вхождения России в тройку лидеров, если поднапрячься. Мир суперкомпьютеров становится весьма профессиональным и технологичным. За минувшие несколько лет оказалась полностью исчерпана возможность установить рекорды путем незамысловатого объединения стандартным межсоединением немыслимого количества процессоров, в том числе графических, с затратой столь же огромного количества энергии. Об этом свидетельствуют успехи корпорации IBM, ее компьютеры BlueGene/Q заняли четыре почетных места в первой десятке новой версии суперкомпьютерного рейтинга Top500, в том числе и первое (а в общей сложности в Top500 попали 20 систем с этой архитектурой). Тираж — вот в чем качественное отличие Sequoia и его младших братьев от прежнего лидера, Fujitsu K Computer.

Обретение профессиональности рынка высокопроизводительных вычислений сопровождается несколькими тенденциями. Во-первых, наблюдается явный спад интереса к графическим процессорам. В компьютерной отрасли они способны обеспечить более высокую скорость решения отдельных задач, но не могут лечь в основу магистрального пути развития из-за очевидных проблем с распараллеливанием. На данный момент ускорители стоят всего в 58 машинах из Top500, из них в 53 — Nvidia Fermi, по два — IBM Cell и ATI Radeon и пока всего один — Intel MIC.

Во-вторых, очевиден повышенный интерес к межсоединениям на базе высокоскоростных коммутаторов. Теперь эта технология доступна не только таким крупным компаниям, как IBM, SGI и Cray, но и менее известным, среди них европейские Eurotech и Extoll, есть свои разработки в Японии, Индии и России. Подобные решения имеют стратегическое значение, а потому они не попадают в категорию «продуктов с полки», их можно либо приобрести в составе компьютера, либо разрабатывать самостоятельно. Показательно, что только в 2010 году первые машины на коммутаторах вошли в Top 500, а сегодня их более 50, причем они занимают верхнюю часть списка. Можно лишь сожалеть, что на ISC 2012 не была представлена команда из НИЦЭВТ, разрабатывающая свой собственный коммутатор, она бы выглядела вполне достойно на фоне именитых грандов.

Третья тенденция — распространение водяного охлаждения. Совсем недавно это непростое, но эффективное инженерное решение рассматривалось как экзотика. Так, например, смотрелась плата К Computer, где каждый процессор накрыт медным кожухом, а по платам протянуты медные трубки, подающие охлаждающую жидкость. Альтернативные решения достаточно остроумны, в частности английская компания Boston погружает стандартные платы в герметичные корпуса, заполненные диэлектрической жидкостью. Еще более практичны решения Eurotech и отечественной компании РСК, в которых стандартные платы накрываются прецизионными теплоотводящими пластинами, где циркулирует вода. Самым крупным решением с водяным охлаждением стал IBM Super MUG, занимающий четвертое место, он работает на горячей воде, и эта вода в дальнейшем используется для технических целей.

Новое

Наиболее интересные технологические новинки предложили Intel и Mellanox, а также доселе малоизвестный стартап Skyera. В Intel объявили о выходе на рынок мультиядерной технологии MIC (Many Integrated Core), прежде известной как Knights Corner, а теперь под новым названием Xeon Phi, подчеркивающим ее близость к архитектуре х86. Предполагаемая производительность платы с двумя Xeon E5 и одним чипом MIC должна быть равна примерно одному терафлопсу, причем на долю последнего приходится 700-800 GFLOPS. Принципиальное отличие Xeon Phi от графического процессора как ускорителя заключается в способности выполнять непосредственно весь код приложений, а не отдельные части, которые можно перенести на последний.

Mellanox представила версию межсоединения Connect-IB со скоростью передачи данных 100 Гбит/с. Технология Dynamic Connected Transport, лежащая в основе Connect-IB и спроектированная в расчете на так называемые сверхмасштабируемые ЦОД, она поддерживает оба наиболее популярных средства для обмена данными, интерфейс MPI, ориентированный как на системы с распределенной памятью, так и на системы с разделенным глобально адресуемым пространством (Partitioned Global Address Space, PGAS).

Компания Skyera специализируется на контроллерах для твердотельных накопителей. Ключевой момент в разрабатываемых ею технологиях — конвергенция сетевых технологий с технологиями хранения данных, ее отличие в том, что Skyera не пытается эмулировать жесткие диски, а строит законченную инфраструктуру из относительно недорогих накопителей с многоуровневыми ячейками, обеспечивая ей на системном уровне необходимые эксплуатационные качества.