АНАЛИЗЫ: Тенденции среди традиций
Автор: Киви Берд
По традиции каждые полгода один из городов Америки или Европы принимает у себя выставку-конференцию Supercomputing, становясь, таким образом, столицей для мира высокопроизводительных вычислений. В ноябре 32-й столицей суперкомпьютеров стал город Остин в штате Техас. Количество зарегистрированных участников мероприятия было велико как никогда (больше десяти тысяч человек), отражая тенденцию последних лет постоянного роста интереса к этому сектору инфотехнологий.
Высокопроизводительные вычисления, все чаще именуемые HPC (от High Performance Computing), являются одной из самых динамичных отраслей ИТ-индустрии. Достаточно сказать, что развитие в суперкомпьютерном секторе идет со значительным опережением закона Мура - каждые полгода производительность систем увеличивается примерно в полтора раза. Однако и это отнюдь не устоявшаяся закономерность, а скорее наметившаяся тенденция.
Как обычно, к очередной конференции Supercomputing была приурочена публикация списка Top500, ранжирующего по производительности полтысячи самых мощных компьютерных систем планеты. И попутно на основе этого списка составляются таблицы и рисуются диаграммы, дающие представление о ведущих суперкомпьютерных державах, фирмах-изготовителях, процессорах, операционных системах, архитектурах и т. д. (подробности см. на сайте Top500.org).
О самых красноречивых цифрах из текущего Top500 рассказывается во врезках, здесь же мы отметим ключевые моменты общей картины. Традиционное доминирование США в сфере HPC на сей раз выглядит убедительным как никогда. Из полутысячи систем без малого триста приходится на Соединенные Штаты. А в Top10 американские системы оккупировали аж девять верхних строчек. Причем семь позиций из девяти заняты Министерством энергетики США, отвечающим за сохранность и боеспособность ядерных вооружений в условиях моратория на реальные испытания.
В национальных лабораториях Министерства энергетики, в частности, работают и две системы, в этом году впервые преодолевшие петафлопсный рубеж производительности (квадриллион, или 1015 операций с плавающей запятой в секунду). Расположенная в Лос-Аламосе система-чемпион Roadrunner (производства IBM) сумела удержаться на первой позиции благодаря своевременному апгрейду. Другая же петафлопсная система Jaguar, собранная в Оук-Риджской национальной лаборатории на основе машин Cray XT5, имеет значительный потенциал для дальнейшего развития и, по оценкам экспертов, вполне может стать мировым чемпионом в ближайшем будущем.
Единственным суперкомпьютером, составившим конкуренцию США в Top10, оказался китайский Dawning 5000A, установленный в Шанхайском суперкомпьютерном центре. Он заметно отличается от остальных машин элитной группы не только "национальностью", но и рядом других существенных параметров (вроде операционной системы), а потому может указывать и на некие нарождающиеся тенденции, рассматривать которые всегда интереснее, нежели давние традиции.
С недавних пор составители рейтинга Top500 начали отслеживать энергетическую эффективность суперкомпьютеров. Причина тому - ужесточающиеся требования к энергопотреблению и тепловыделению больших систем.
Благодаря экономичным акселераторам на основе чипов Cell, наивысшие оценки в этой категории заслужил Roadrunner, чья удельная производительность составила 536 Мфлопс/Вт. Другая известная система IBM, BlueGene/P, заняла второе место с показателем 372 Мфлопс/Вт.
Лидеров этого рейтинга быстро догоняют процессоры массового рынка. Так, системы, построенные на основе четырехъядерных Intel Harpertown, показывают эффективность в диапазоне от 227 до 265 Мфлопс/Вт. Около 232 Мфлопс/Вт демонстрируют системы Cray на основе процессоров AMD. Усредненный же показатель для суперкомпьютеров из списка Top500 составляет 132 Мфлопс/Вт при среднем энергопотреблении около 358 кВт.
Сегодня почти никто уже и не вспоминает, что еще десяток лет назад высокопроизводительные вычислительные системы в США и странах НАТО приравнивались к оружию, а потому на них накладывались очень суровые экспортные ограничения. Абсурдность этих запретов стала очевидна, когда быстродействие графических процессоров в игровых приставках достигло уровня недавних суперкомпьютеров, а кластеры из общедоступных игрушек типа PlayStation стали практически на равных соревноваться с мощными вычислительными системами ведущих институтов, занятых секретными исследованиями.
Неуклонно снижающиеся цены на суперкомпьютеры позволяют все более широкому кругу корпораций и институтов самых разных стран покупать их для решения широчайшего спектра задач - от поддержки процессов промышленного производства, конструкторских работ, банковской индустрии и поисков нефти/газа до продвинутой цифровой графики в кино и компьютерных играх.