Платформы

Новейшую историю отечественной суперкомпьютерной отрасли можно отсчитывать от июня 2002 года, когда в списке Top500 впервые появилась российская система МВС-1000М, установленная в Межведомственном суперкомпьютерном центре.

Когда речь заходит о суперкомпьютерах, то обычно имеют в виду машины, ориентированные на решение сложных научных или технических задач. Однако и в современных бизнес-приложениях велика доля расчетов, для выполнения которых тоже нужны свои суперкомпьютеры. Одно из возможных решений для ускорения вычислений предлагает компания Azul Systems.

Сегодня все шире обсуждается тема высокопроизводительных вычислений и суперкомпьютеров. Они неплохо освоены, для них написано множество прикладных пакетов, с их помощью решаются сложные вычислительные задачи. Они всем хороши, за исключением одного — высокой стоимости, что заставляет искать альтернативу. Одним из таких способов является применение графических процессорных устройств для создания систем, способных достойно конкурировать с традиционными суперкомпьютерами.

За последние полтора десятилетия цена высокопроизводительных вычислений упала на три-четыре порядка. Если в начале 90-х векторный компьютер с производительностью 10 GFLOPS стоил 40 млн долл., то сегодня за кластер из стандартных серверов с той же производительностью придется заплатить менее 4 тыс. долл. Однако удешевление еще не означает изменение доступности вычислений.

Несмотря на популярность grid, виртуальным организациям еще только предстоит стать массовой технологией- ими сложно управлять и трудно гарантировать изоляцию пользователя и организации.

Участие в прошедшей в феврале во французских Каннах конференции VMworld 2008 Europe представило возможность реализовать давнее желание — познакомиться и побеседовать с Менделем Розенблюмом, самой яркой звездой на небосклоне технологий виртуализации.

На рынке решений по виртуализации начинается самое интересное: ИТ-сообщество и?пользователи всерьез заинтересовались этой технологией, возможности которой гораздо шире, чем снижение расходов путем консолидации серверов или уменьшение энергопотребления и?грязных выбросов. Однако виртуализация является классическим примером разрушительной инновации, которая способна изменить мир, но для начала должна завоевать умы, что не так просто уже в?силу относительной сложности составляющих ее технологий.

Трехэтапная конвергенция технологий помогает улучшить качество взаимодействия бизнеса и ИТ, повышает его динамичность, операционную эффективность, открывая перед бизнесом возможность предоставления новых ценностей своим клиентам.

Один из возможных подходов к оптимизации вычислительных ресурсов, названный в свое время виртуализацией, уходит своими корнями в проект Multiple Access Computer, над которым в 50?60-е годы работали в Кембриджском центре корпорации IBM.

Полупроводниковая индустрия расколота по вопросу о?сроках перехода на использование 450миллиметровых кремниевых подложек при изготовлении микросхем. На чьей стороне поставщики оборудования и?материалов?

Сетевое и телекоммуникационное оборудование, как и любое ИТ-оборудование, состоит из аппаратной и программной частей, однако выбору платформы для программной части зачастую не уделяется должного внимания, несмотря на то что лишь 10% всех сбоев вызвано аппаратными ошибками.

Расширение пропасти между производительностью процессоров и скоростью доступа к памяти, появление приложений, интенсивно взаимодействующих с памятью через единое адресное пространство, стимулировали создание вычислительных систем с новой архитектурой. Однако для оценки таких систем традиционные тесты уже не подходят. Пришло время тестов «анти-Linpack».

Необходимо признать, что нынешние процессоры при всей их немыслимой технологической изощренности с системной точки зрения остаются довольно примитивно организованными созданиями.

На формирование образа суперкомпьютеров близкого будущего повлияют несколько ключевых технологических факторов. Во-первых, технологии миниатюризации серверов; это, прежде всего, широкое принятие лезвий, хотя одновременно появляются и?новые конструкции тонких «стоечных» серверов, перспективность которых также нельзя исключать. Во-вторых, широкое распространение технологий организации межсоединений на основе Infiniband. И?наконец, в-третьих, — новая система тестирования, расширяющая «классические» тесты Linpack Benchmarks.

Среди существующих путей увеличения производительности, таких как наращивание тактовой частоты, повышение параллелизма и?программная настраиваемость структуры для аппаратной реализации вычислений, первые два уже хорошо освоены, а?третий только начинает применяться. Однако первые два пути уже практически исчерпали возможности дальнейшего повышения производительности без применения их в?комбинации с?программной настраиваемостью структуры. Поэтому для построения современных высокопроизводительных систем необходимо применение реконфигурируемых структур, настраиваемых на исполнение алгоритмов.

Постулаты Джона фон Неймана и сейчас связывают воедино массовые компьютеры и технологии индустриального программирования, но дальше оставаться в юрисдикции классики можно, лишь подчиняясь логике последовательного следования команд, что сильно сужает разнообразие архитектурных решений и лишает их перспектив наращивания производительности.

В пылу массового увлечения вычислительными кластерами часто забывают, что эти системы непригодны для решения задач, требующих эффективной работы с глобально адресуемой памятью большого объема. Оказывается, что коэффициент полезного использования кластеров на таких задачах не превышает 5?10%, а в ряде случаев равен 0,1?1%. В силу характерных тенденций развития элементной базы данная проблема только обостряется, хотя количество задач такого класса растет. На Западе проблема создания вычислительных систем для эффективной работы с огромными массивами данных решается на уровне федеральных программ, а в России — в рамках работ по созданию перспективного суперкомпьютера с глобально адресуемой памятью.

Развитие суперкомпьютерных систем разделилось на два направления: на элитное классическое и демократическое кластерное. Увлечение развитием вширь вполне оправданно - для целого ряда задач относительно дешевые кластерные решения являются оптимальными, но никто не отменял и развития вглубь. Это непременно следует принимать во внимание всем тем, кто печется об обеспечении информационной безопасности нашей страны и одновременно рассчитывает решить эту задачу исключительно созданием высокопроизводительных кластеров своими собственными силами.

Чтобы устранить нарушенный паритет с Японией в области высокопроизводительных вычислений, Министерство обороны США реализует сегодня программу создания суперкомпьютеров с перспективной архитектурой. Программа, как это уже не раз случалось в истории ИТ, безусловно, окажет влияние на отрасль и?определит дальнейшее развитие индустрии суперкомпьютеров.

В?последние годы развитие компьютерных архитектур для высокопроизводительных вычислений определяется преимущественно кластерами, которые обычно строятся на базе универсальных микропроцессоров. Будет ли и?далее продолжаться подобное развитие и?какими достижениями в?области базовых процессорных технологий будет сопровождаться?