В течение нескольких лет казалось, что GPGPU (General Purpose Graphics Processing Unit) — графические процессоры, адаптированные для универсальных вычислений — могут стать основным направлением в развитии высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing, HPC). Однако конференция ISC'11 показала, что в ближайшем будущем нас ожидают заметные изменения, альтернативные архитектуры готовы составить конкуренцию графическим процессорам в гонке за экзафлопс, в частности здесь можно было увидеть дальнейшее развитие HPC на базе архитектуры SPARC, новую архитектуру Intel MIC и облачные HPC-решения.

Как следует из ее названия, международная конференция International Supercomputing Conference полностью посвящена суперкомпьютерам, и это в большей степени европейская акция с привлечением участников из Америки и Азии. Она началась в 1986 году с Манхеймского суперкомпьютерного семинара, позже ISC стала проводиться ежегодно и превратилась в одно из крупнейших событий в области HPC. Первой по представительности и по численности следует признать международную конференцию по высокопроизводительным вычислениям, сетям, системам хранения и анализу (International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis), организуемую совместно двумя крупнейшими профессиональными объединениями Association for Computing Machinery) и IEEE Computer Society. По правилу «тик-так» европейская конференция проводится в начале лета, а американская — осенью, и на каждой из них публикуется обновленная версия списка пятисот наиболее мощных компьютеров мира Top 500.

В выставке приняло участие 150 экспонентов, на проходивших параллельно заседаниях было сделано несколько интересных докладов. В этой части центральное место заняла обставленная по всем формальным канонам дискуссия, где в роли пропонента выступил в прошлом главный ученый Nvidia Дэвид Кирк, а оппонента — отец Beowulf, профессор университета штата Луизиана Томас Стерлинг. Первый отстаивал перспективы процессоров GPGPU, а второй доказывал, что будущее принадлежит качественно новым процессорам. Впрочем, диспут выглядел достаточно странно, поскольку спор свелся к тому, что лучше — быть бедным, но больным, или богатым, но здоровым. Кирк говорил о том, что экзафлопсный барьер может быть преодолен на основе известных технологий GPGPU за вполне приемлемые деньги. Стерлинг же, возглавляющий группу, входящую в состав проекта X-caliber, спонсированного DARPA и поддерживаемого Национальной лабораторией Сандия Министерства энергетики США, утверждал, что нужны новые процессоры, где память непосредственно интегрирована с центральным процессором, что время х86 заканчивается, а вместе с ними и GPGPU. С его мнением трудно не согласиться, но есть объективная реальность — кому будут доступны альтернативные процессоры, если они появятся, и как тогда быть с наработанным ПО?

На стенде Fujitsu можно было увидеть все этапы превращения пластин с кристаллами SPARC64 в полностью собранные стойки суперкластера
На стенде Fujitsu можно было увидеть все этапы превращения пластин с кристаллами SPARC64 в полностью собранные стойки суперкластера

С докладами выступили: известный специалист по работе мозга Генри Маркграм («Моделирование человеческого мозга, перспективы ближайших лет»), генеральный директор компании Bull Филип Ванье («Европейский путь к экзафлопсу»), вице-президент Micron Дин Клейн («Тенденции в развитии памяти») и другие. Особенностью ISC оказалась малая посещаемость этих докладов, что отличает ее от обычных корпоративных конференций, где подобные выступления становятся главными событиями, их так и называют — «ключевыми» (keynote). На здешние "кейноты" набиралось не более 10% участников. Основная жизнь конференции была сосредоточена даже не на выставочной экспозиции, а на всем окружающем пространстве Центра конгрессов, где за многочисленными столиками потенциальные заказчики контактировали с потенциальными поставщиками. То есть ISC скорее можно назвать ярмаркой, куда приезжают себя показать, на других посмотреть, а главное — установить контакты между производителями и потребителями. Наверное, не случайно пресс-центр здесь фактически не работал, хотя и был формально обозначен комнатой с тремя компьютерами.

Заметная часть экспозиции была занята решениями с использованием GPGPU, что отражает доминирующую тенденцию последних лет. Например, видное место заняли стенд самой компании Nvidia и компьютер Cray XK6, где использованы межсоединения Gemini, процессоры AMD Opteron и графические ускорители Nvidia Tesla. Не удивительно, что в центре внимания оказался стенд Fujitsu, на котором можно было увидеть все технологии, использованные для создания нынешнего лидера в суперкомпьютерной гонке — компьютера K. В оригинале он назван японской буквой kei, используемой в национальной системе чисел для обозначения 10 квадрильонов. К не просто обошел в четыре раза китайский Tianhe-1A, значительную часть мощности которого обеспечивают GPGPU, он вернул классику в HPC, собран из хорошо известных процессоров SPARC64 в версии VIIIfx, объединенных тороидальной системой коммуникаций между ядрами Tofu, и поддерживается оптимизированным под Tofu интерфейсом с обменом сообщениями на основе библиотеки Open MPI. Все вместе это делает K чрезвычайно эффективным и с точки зрения программирования, и с точки зрения энергопотребления, таким образом он стал не только самым мощным, но и самым "зеленым" в списке Top 500. На стенде Fujitsu можно было увидеть все этапы превращения пластин с кристаллами SPARC64 в полностью собранные стойки, то есть все-все, от кремния до кластера из одних рук, этот факт производит особенно сильное впечатление.

Успех компьютера K дает очевидные аргументы сомневающимся в том, что GPGPU — единственный путь к экзафлопсным вычислениям, тем более, что Intel тоже идет своим путем, делая ставку на архитектуру Intel Many Integrated Core (MIC), которая была анонсирована на конференции в Гамбурге год назад. Ее преимущество в том, что она избавляет от необходимости переписывать приложения, можно остаться с привычными языками — Си, С++ и Фортраном; программы, работавшие на Xeon, Power, SPARC, будут работать на сопроцессоре MIC практически без изменений. Knights Corne, первый коммерчески доступный процессор с микроархитектурой MIC, будет выпускаться по технологии 22 нм, иметь 50 и более ядер. Сейчас идет активный процесс бета-тестирования, рыночная версия ожидается в следующем году. На стенде демонстрировался сервер высотой 4U с восемью прототипами Knights Ferry, достигающими в совместной работе производительности в 7,4 TFLOPS на реальном приложении.

Еще одна новая тенденция — облачные высокопроизводительные решения (HPC Cloud), их представили несколько компаний, в том числе Platform Computing и Penguin Computing. Однако основные события впереди, годы, оставшиеся до преодоления экзафлопсного барьера, будут насыщенными.

Среди производителей, познакомивших участников конференции со своими разработками, стали российские компании «Т-Платформы» и РСК (См. также "ISC по-русски", Computerworld Россия, № 17, 2011).