Silicon Taiga: Гонка за плавающей запятой

Производительность суперкомпьютеров за последние десять лет возросла в 200 раз

Проведение масштабных научных расчетов и исследований, моделирование сложнейших технологических и финансовых процессов, изучение космоса - все эти задачи в настоящее время требуют не только высокого научного потенциала от ученых, но и огромных вычислительных ресурсов от техники. Обеспечить эти ресурсы призваны мощные центры обработки данных, суперкомпьютеры.

Наша страна, к сожалению, не может на равных противостоять возрастающей суперкомпьютерной мощности развитых государств, однако, несмотря на это, положительная тенденция все-таки есть. За последние полгода отечественный парк суперкомпьютеров пополнили 7 новых систем. Не многие знают, что именно советский суперкомпьютер впервые преодолел планку производительности в 1 млн. операций с плавающей запятой в секунду. БЭСМ-6, выпускавшийся серийно с 1968 года, был создан специалистами Московского завода счетно-аналитических машин и мог выполнять широкий спектр задач для науки и техники.

А на сегодняшний день пальму первенства уверенно удерживает компания IBM со своим компьютером BlueGene/L, установленным в Ливерморской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Эта система имеет 131 тыс. процессоров и используется для исследований, проводимых Национальной администрацией по ядерной безопасности США. Прошедшим летом BlueGene/L установил рекорд производительности 207,3 трлн. операций с плавающей запятой в секунду (терафлоп), впервые преодолев планку в 200 тыс.

Самый производительный суперкомпьютер в Европе TERA-10, сборка которого также была завершена прошедшим летом, работает на оборонную программу Комиссариата по атомной энергии Франции и находится недалеко от Парижа. Вычислительную мощность системы обеспечивают свыше 4 тыс. двухъядерных процессоров. TERA-10 занимает площадь 800 кв. метров и демонстрирует пиковую производительность на уровне 50 трлн. операций с плавающей запятой в секунду.

Согласно опубликованному недавно рейтингу ТОП 50 российских суперкомпьютеров, нашим рекордсменом является МВС-15000BM, установленный в Межведомственном суперкомпьютерном центре Российской академии наук (МСЦ) в Москве. В задачи МСЦ входит обеспечение исследователей вычислительными ресурсами и доступом к современным базам данных, проведение исследований по развитию системного и прикладного математического обеспечения, а также решение других задач большой сложности. Российский кластер, созданный ФГУП «Квант» в 2005 году, состоит из 1148 процессоров и демонстрирует пиковую производительность 10,1 терафлоп, занимая 70-ю строку мирового рейтинга суперкомпьютеров.

Нельзя не упомянуть недавнее заявление IBM о планах по созданию системы под названием Roadrunner. Этот суперкомпьютер сейчас находится в процессе разработки. Запуск системы планируется в 2008 году. Она разместится в Лос-Аламосской национальной лаборатории, займет территорию с три баскетбольные площадки и будет иметь в своем составе процессоры AMD Opteron и Cell BE - по 16 тыс. каждых. Производительность этого кластера составит порядка 1000 трлн. операций с плавающей запятой в секунду или 1 петафлоп.

Еще дальше пошли японцы, заявив о том, что готовы приступить к разработке суперкомпьютера производительностью 10 петафлоп. Ожидается, что эта система заработает к 2011 году. В ее создании примут участие компании Nec, Fujitsu и Hitachi. А основанием для такого самонадеянного заявления послужила анонсированная недавно другая разработка. Одним из основных препятствий на пути к «бескрайней» производительности является интерфейс передачи данных, а точнее, скорость, с которой интерфейс позволяет обмениваться данными. Так вот, японским разработчикам удалось создать шину, позволяющую достичь рекордной скорости 20 терабит в секунду.

Последние заявления российских чиновников все же дают основания полагать, что и наша страна скоро включится в эту «гонку за запятой». Госпрограмма «Создание в Российской Федерации технопарков в сфере высоких технологий», одобренная председателем правительства Михаилом Фрадковым в марте 2006 года, начнет работать уже в следующем году. Московская, Новосибирская, Нижегородская, Калужская, Тюменская области, Республика Татарстан и Санкт-Петербург, где развернется строительство технопарков, вполне могут (и должны) стать плацдармами для создания новых вычислительных мощностей и смогут вернуть России утраченные позиции.