01.08.12
Новый поворот — немного о суперкомпьютерах
Индустрия высокопроизводительных вычислений, занятая созданием суперкомпьютеров и их приложениями в самых разных областях жизни, ныне приближается к критично важному рубежу своего развития.
В июне этого года германский город Гамбург на время стал мировой столицей суперкомпьютерных вычислений – в нем проводился главный форумом отрасли, International Supercomputing Conference, или кратко ISC’12.
По давно уже заведенной традиции, в рамках этой конференции публикуется Top500 – очередной рейтинговый список наиболее мощных компьютерных систем планеты. А на живых примерах из нового «перечня самых-самых» попутно обсуждаются ключевые проблемы и тенденции развития в этой очень горячей области инфотехнологий. Лидирование в ней считается делом престижа среди наиболее развитых индустриальных держав мира.
Конференция нынешняя, однако, помимо традиционных элементов программы, содержит в себе и еще нечто такое, что существенно выделяет ее среди всех предшествовавших мероприятий подобного рода. Несколько преувеличивая – для драматизма картины – значимость происходящего, можно расценивать ISC’12 как своего рода историческую веху, отмечающую начало заката целой технологической эпохи – эпохи кремниевых чипов. По крайней мере, в суперкомпьютерных вычислениях.
Если же сосредоточиться не на исторической важности момента, а на технической сути происходящего, то речь здесь идет вот о чем.
Много новых слов
Никто не знает, почему это так происходило, но на протяжении всей истории полупроводниковых микросхем вычислительная техника развивалась в соответствии с «законом Мура»: каждые полтора года производительность чипов при сохранении их размера удавалось увеличивать примерно вдвое.
Каким-то образом доказать этот эмпирически подмеченный «закон», естественно, невозможно, однако он, несомненно, исправно действует вот уже свыше полувека. Более того, принято считать, что стараниями ученых, инженеров и микропроцессорной индустрии в целом закон Мура будет работать и дальше еще довольно долго (как прикинула корпорация Intel, по меньшей мере, до 2030 г.).
При этом на самых передовых рубежах компьютерной техники – в области высокопроизводительных вычислений – прогресс удается устойчиво обеспечивать даже с некоторым опережением общей закономерности. В течение трех последних десятилетий каждые 10-11 лет стабильно создавались суперкомпьютеры, работавшие в 1000 раз быстрее своих предшественников.
Благодаря столь уверенной поступи прогресса даже бытовой лексикон людей стал регулярно пополняться новыми «суперкомпьютерными» терминами. Если на рубеже 1980-1990-х гг. только-только начали входить в обиход слова с префиксом «гига-» (что обозначает миллиард или 10 9 ) для герц частоты процессора или байтов памяти накопителей, то конструкторы суперкомьютеров уже замышляли покорение следующего рубежа, масштаба триллионов, или кратко «тера-» (10 12 ).
Благодаря революционным технологическим прорывам сразу на нескольких направлениях (передовая архитектура для параллелизации вычислений, быстрые процессоры и межсоединения, новые подходы программирования) уже к 1999 г. в США была создана первая в истории компьютерная система ASCI Red, достигшая рекордной производительности в 1 терафлопс (т.е. триллион, или тысяча миллиардов FLOPS – операций с плавающей запятой в секунду).
Затем, развивая уже наработанные успехи, к 2008 г. там же, в Америке, появился первый петафлопсный компьютер – система Roadrunner Лос-Аламосской национальной лаборатории с производительностью чуть более квадриллиона (10 15 ) операций в секунду.
Вскоре вслед за США вычисления масштаба «пета-» покорили и другие наиболее развитые индустриальные державы Азии и Западной Европы. После недолгого лидирования в Top500 китайской системы Tianhe (2,56 петафлопс) на вершине рейтингов с большим отрывом воцарился японский супервычислитель под скромным названием «K», обладающий в 2011 г. производительностью 10,5 петафлопс.
Если нынешняя скорость прогресса суперкомпьютеров будет сохраняться, то следующий рубеж производительности в 1 экзафлопс, или квинтиллион (10 18 ) операций в секунду, ожидается достичь к 2019 г. А аналитики, заглядывающие в будущее еще чуть дальше, полагают, что компьютер производительностью один зеттафлопс (10 21 , или секстиллион операций) можно будет построить примерно к 2030 г. Более того, заранее припасены термины и для следующих вычислительных рубежей – йоттафлопс (10 24 ) и ксерафлопс (10 27 ).
Однако как там все будет развиваться в ближайшем и более отдаленном будущем, никто в действительности пока не знает. А мнения и планы на данный счет имеются самые разные.
Например, власти Индии, горячо желающие видеть свою державу на вершинах суперкомпьютерного Top500, уже объявили о целевом выделении без малого миллиарда долларов (точнее, около 940 млн.) на создание к 2017 г. самого быстрого в мире индийского суперкомпьютера. При этом задача ставится более чем амбициозная: задуманный правительством компьютер должен достичь производительности 132,8 экзафлопс, т.е. быть примерно в 1000 раз быстрее, чем самые мощные системы 2012 г.
Впрочем, известно и о других, в корне иных мнениях относительно достижимости всех подобных прожектов. Именно об этом имеет смысл рассказать чуть подробнее.
Все не так
Один из главных докладчиков на нынешней конференции ISC’12 в Гамбурге, американский эксперт Томас Стерлинг (Thomas Sterling), известен как соавтор популярной кластерной архитектуры Beowulf и пионер петафлопсных вычислений. Иначе говоря, как авторитетный человек, продуктивно занимающийся суперкомпьютингом свыше 30 лет. Доклад Стерлинга посвящен общему анализу мировых достижений в области высокопроизводительных вычислений за последние 12 месяцев. Наибольший же интерес представляют выводы эксперта, которыми он поделился в интервью отраслевому журналу HPC Wire незадолго до конференции.
По убеждению Стерлинга, ожидаемый вскоре переход к уровню экзафлопсных вычислений в реальности выглядит значительно иначе, нежели два предыдущих (тера- и пета-), происходивших на протяжении последних 30 лет. Причем здесь имеются даже два принципиальных, можно сказать фундаментальных, различия. Одно из них относится к прошлому, другое — к будущему.
Если говорить о прошлом, то в начале 1990-х гг. в компьютерной области происходила революция, одновременно предоставившая конструкторам дешевую DRAM-память, быстрые микропроцессоры, технологии объединения чипов в кластеры и тому подобные новые решения. Стратегия объединения этих прорывов, оказавшаяся в высшей степени успешной, работала несколько десятилетий. Однако та же самая стратегия уже вряд ли способна обеспечить осуществление вычислений экзафлопсного масштаба (кроме, разве что, очень узко специализированных обсчетов для тщательно подготовленных заранее данных).
Не получится это по той причине, поясняет Стерлинг, что средства и методы, прежде работавшие при данном подходе для решения ключевых проблем повышения производительности, более уже не могут считаться адекватными. Решение задач экзафлопсного масштаба подразумевает одновременное применение сотен миллионов процессоров, в которых параллельные вычисления предполагаются по миллиарду с лишним каналов. Если формулировать эту проблему предельно кратко, то эволюционные улучшения здесь уже не работают. Суперкомпьютинг подходит к порогу следующего «фазового перехода» – и в делах программирования высокопроизводительных систем, и проектирования их архитектуры, и общего обеспечения их функционирования.
Не углубляясь в подробности технической аргументации эксперта, достаточно проиллюстрировать масштаб проблемы лишь одним примером – чудовищными энергетическими расходами. По самым грубым прикидкам, на 10 петафлопс производительности ныне затрачивается около 10 МВт электроэнергии. Этого количества достаточно для питания, к примеру, 100 тыс. 100-Вт электролампочек или четырех-пяти огромных торговых центров вроде тех, что ныне строят в пригородах мегаполисов.
При типичных тарифах на электроэнергию около 10 центов за 1 кВт это составляет 1000 долл. в час или без малого 10 млн. долл. в год (не считая стоимости охлаждения и обслуживания). Хуже того, если будущая система экзафлопсного масштаба будет создаваться примерно на тех же конструктивных принципах, что и нынешние «петафлопсники», то она будет потреблять уже порядка 2 ГВт электричества. Для справки, данное количество примерно соответствует энергии, вырабатываемой ядерной электростанцией среднего размера. Понятно, что признать такую перспективу приемлемой чрезвычайно сложно…
Возвращаясь к выводам Томаса Стерлинга, осталось упомянуть и его второе «отличие момента», относящееся к будущему. Экзафлопсный рубеж, полагает эксперт, выглядит в корне иначе еще и потому, что он же, похоже, и последний, ибо крайне маловероятно, что после него мы продвинемся в будущем к еще одному, зеттафлопсному.
Прекрасно понимая, сколь опасно давать на будущее столь впечатляющие прогнозы, Стерлинг тут же уточняет свои слова: «Выражаясь более осторожно, мы никогда не достигнем рубежа зеттафлопсов с помощью традиционных дискретных операций с плавающей запятой». Конечно же, он признает, что далее человечество вполне способно разработать нечто совершенно новое. Возможно, это будет что-то типа квантовых компьютеров, или метафорических компьютеров, или же биологических компьютеров.
Но чем бы это ни было, это будет не тем, чем занимались создатели компьютеров последние семьдесят лет.
Источник: dgl.ru
Новости
20.12.23
Как выбрать службу доставки японской кухни в Одинцове и не разочароваться?
Посмотрите – как выглядит сайт компании? Как оформлено меню? Используются авторские фотографии или скаченные из …
18.09.23
«РОССИЯ-КАЗАХСТАН. МИРОВОЙ ОПЫТ РАЗВИТИЯ ИНСТИТУТА МЕДИАЦИИ — ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ»
Среди важных тем обсуждения находятся: «Использование медиации в странах ЕАЭС при существующем законодательстве», «Международный опыт …
05.03.23
Игольчатый RF-лифтинг в клинике Акварель
Клиника «Акварель» предлагает новую услугу — игольчатый RF-лифтинг, который позволяет эффективно бороться с возрастными изменениями кожи. …
04.02.23
Бетон в Москве
Бетон в Москве представляет собой строительный материал, который может выдержать нагрузку в 327 кГс/см2. Смесь …
29.01.23
Доставка бетона в Солнечногорске – особенности
Без бетона в Солнечногорске сегодня сложно представить себе строительство. Этот материал выполняет разные функции в …
29.01.23
Заказывайте быструю доставку пиццы в Одинцово
Дорогие наши любители пиццы в Одинцово! Вашему вниманию представляем огромный ассортимент пиццы на любой вкус! …
29.01.23
Натуральные ткани в интерьере: преимущества и недостатки
Использование натуральных тканей в интерьере делает его уютным и красивым. Останавливая свой выбор на них стоит учитывать основные нюансы их использования, иначе по истечению времени они начнут вас раздражать своими особенностями. Рассмотрим основные плюсы и минусы натуральных тканей. К натуральным тканям можно отнести: лен, хлопок (санфоризированный), шёлк вискозу. вискоза + полиэстер. Они наиболее популярны и чаще всего используются в оформлении интерьера квартир и загородных домов. Также вы можете выбрать достаточно оригинальные ткани, изготовленные из крапивы, конопли, кукурузы, морских водорослей. Их популярность обусловлена тем, что он недорогие по цене и в любом магазине представлен широкий выбор расцветок и текстур. Основные преимущества В зависимости от того, из какого волокна изготовлена ткань, отличаются ее свойства. Общими плюсами для них являются: Прочность. При правильной эксплуатации и уходе, они могут прослужить до 15 лет. Безопасность. Они полностью безопасны для здоровья, не выделяют вредных веществ, не вызывают аллергии и раздражения. Просты в уходе. Их легко стирать, они не требуют использования специальных чистящих средств. Их легко гладить в домашних условиях обычным утюгом. …
26.01.23
Для чего необходим входной контроль песка
К сожалению, статистика неумолимо показывает, что почти пятая часть причин разрушений конструктивных элементов зданий и …
25.01.23
Как сделать бетонный фундамент для забора?
Вы хотите сами построить прочный фундамент? Например, для садовой стены, габионовой ограды или чего-то еще? …
25.01.23
Почему бетон по-прежнему остается самым популярным строительным материалом
Бетон был основным продуктом строительной отрасли более 2000 лет, и сегодня он остается самым популярным …
24.01.23
Купить бетон на гранитном щебне
Купить бетон на гранитном щебне стоит перед тем, как начинать любые серьезные строительные работы; необходимо …
24.01.23
Работа в Израиле вакансии
Работа в Израиле по вакансии, которую вы сможете найти на нашем сайте, поможет вам начать …
20.01.23
ИСТОКИ СОЗДАНИЯ ПОРОШКОВОЙ КРАСКИ
Технологией создания порошковой краски, так называемой анодной поляризации (по мнению ученых), владели еще древние египтяне. …
15.01.23
Преимущества бытовок в аренду
Арендуйте или приобретайте у нас бытовки – благо, мы готовы предложить самые разнообразные их варианты …
10.01.23
ПРОЕКТ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ГАЗА
Проект подключения газа будет необходим и при строительстве нового объекта и при реконструкции уже возведенного. …
30.12.22
Как выбрать подарок на День Рождения
День Рождения бывает раз в году, это один из самый долгожданных праздников каждого человека. И …
30.12.22
Вывоз строительного мусора со стройплощадки
Ремонтные работы сопровождаются мусором. Никуда от него не денешься. Груды отходов валяются под ногами, мешают …
29.12.22
Мы предоставляем в аренду звуковое оборудование всех типов
Музыкальные инструменты; Готовые акустические комплексы; Комбоусилители; Бэклайн; Микрофоны и аудиомикшеры; Диджейское оборудование и т.п. У …
26.12.22
Какую белорусскую обувь выбрать для холодного времени года?
Осенью дамы могут сходить с ума от обуви, потому что существует целый океан доступных дизайнов …
29.11.22
Вывоз мусора и снега: проблемы и пути решения
Транспортировка мусора на полигон или вывоз снега САО на плавильные предприятия имеет свои особенности: Необходим не только …
23.11.22
Купить бетон в Москве
Попробуем представить, что может испытывать снабженец какой-нибудь строительной компании, если он получит задание купить бетон …
10.10.22
Переезд квартирный с грузчиками в Москве недорого
В нашей компании цены на квартирный переезд в Москве с грузчиками – одни из самых …
10.10.22
Что можно посмотреть самостоятельно за 3-5 дней в Баку?
Чем больше времени планируется провести в Баку. Тем более размеренным и неспешным может быть обзор …
10.10.22
По каким критериям следует выбирать металлобазу?
Металлопрокат пользуется высоким спросом, как у частных лиц, так и организаций. Высокий спрос породил адекватное …
18.09.22
Как правильно купить кухню?
Казалось бы, что нет ничего проще, чем найти компанию-продавца, выбрать понравившуюся модель и оформить покупку. …
Новинки
Отдых в Сочи: достопримечательности
Инфраструктура Сочи преобразилась после проведения здесь в 2014 году Олимпийских игр. Сегодня Олимпийский парк развлечений …
Изготовление пресс волов и мобильных стендов
В нашей типография в Москве вы можете заказать изготовление пресс волов для мероприятий и мобильных …
Intel выпустил новый сверхмощный чипсет
Intel выпускает сверхмощный процессор для десктопных ПК, которые смогут удовлетворить потребности геймеров и профессионалов монтажа. …
Microsoft выпустила самый бюджетный телефон с медиаплеером
Microsoft представила супербюджетный телефон под названием Nokia 130. По информации корпорации, данный телефон является самым «самым доступным …
Toyota выпускает свою первую водородную модель
Корпорация Toyota выпускает свою первую модель автомобиля, работающую на водороде. Модель получит название Mirai, что …
Samsung выпускает телевизор с изменяемым размером экрана
Южнокорейская компания Samsung сообщила, что 1 августа будет выпущен первый телевизор с изменяемой геометрией экрана. …
Новый внедорожник Audi SQ7 получит электронную турбину
Компания Audi официально подтвердила выпуск версии внедрожника SQ7 со встроенным электронным нагнетателем. Дебют новинки состоится …
Google выпустит бюджетные смартфоны на Android One
Google планирует увеличивать популярность своей платформы Android с помощью бюджетных смартфонов стоимостью до 100 долларов. …
Microsoft начинает апдейт WP-смартфонов
На этой неделе пользователи смартфонов на Windows Phone получат возможность обновиться до Windows Phone 8.1. Софтверный …
Samsung представила программируемые NFC-наклейки TecTiles
Как известно, смартфон Galaxy S III, как и другие современные аппараты, обладает встроенным чипом NFC …