Стратегические ИТ

Скорого улучшения экономической ситуации, а значит, и роста бюджетов ИТ-департаментам ждать не приходится. Они вынуждены адаптироваться к нынешним условиям и продолжать оптимизировать свою деятельность, хотя эта работа после предыдущих волн улучшений идет все сложнее. Мы поинтересовались у ИТ-руководителей нескольких компаний, каковы их планы и задачи на ближайший год. Признав всю тяжесть своего положения, они были единодушны: оптимизация работы не означает полного отказа от развития ИТ-систем.

В основе компьютеров экзафлопсного уровня производительности должна лежать модель программирования, позволяющая учитывать все нюансы параллельных конфигураций и детально синхронизировать параллельные потоки, а архитектура компьютера должна быть приспособлена к потоковому выполнению программ.

Вряд ли имеет смысл утверждать, что когда-нибудь прекратится гонка за «экзафлопсами», но счастье не только в скорости счета — реальный мир богаче и разнообразнее. И новые компьютеры должны ему соответствовать — например, уметь поддерживать запросы eScience и работать с графовыми задачами.

Массово-многопоточные архитектуры типа Cray XMT лучше, чем кластеры на основе стандартного оборудования, отвечают потребностям нерегулярных приложений, интенсивно обменивающихся данными. Для оптимизации использования пропускной способности межузловой сети архитектуру XMT предлагается усовершенствовать за счет применения межсоединений следующего поколения и интеграции в многоядерные процессоры механизма агрегации обращений к памяти.

Китайские и японские суперкомпьютеры сегодня сильно потеснили былых лидеров, что свидетельствует о прорыве в становлении отрасли суперкомпьютерных технологий этих стран и позволяет прогнозировать обострение конкуренции не только на рынке высокопроизводительных систем, но и на рынке микропроцессоров и коммуникационных СБИС.

Сейчас за рубежом активно ведется концептуальная проработка вопросов создания после 2015 года суперкомпьютеров экзафлопсного уровня производительности – ясно, что применение экстенсивных методов повышения производительности, как это наблюдается в гонке за место в Top500, ничего не даст. Какие трудности поджидают здесь разработчиков?

В рамках реализуемой министерством науки и технологий национальной программы 863, начатой еще в марте 1986 года, руководство КНР приняло в 2006 году пятилетний проект China National Initiative of High Productivity Computer and Grid Service Environment c бюджетом около 400 млн долл.

После ошеломляющего рывка в росте производительности, вызванного построением «параллельных» суперкомпьютеров из коммерчески доступных компонентов, и выявления проблем, препятствующих дальнейшему повышению быстродействия, пришло осознание того, что параллельная обработка требует особых архитектурных решений.

После преодоления планки на уровне в несколько петафлоп, в ближайшие пять лет за рубежом планируется создать суперкомпьютеры реальной экзафлопной производительности, что потребует качественно новых решений по многим направлениям. Нужны ли России такие суперкомпьютеры, а если да, то как организовать работы в этой области?

Сегодня в России активно верстаются государственные программы по финансированию НИиОКР по стратегическим направлениям, в число которых, по мнению западных стратегов, входят и решения в области Data-Intensive Computing.

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.

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».

Государственная поддержка работ по созданию современных отечественных высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем, позволила получить значительные практические результаты. Россия вошла в число стран, обладающих собственными системами, производительность которых измеряется терафлопсами. В статье дана характеристика существующего состояния в области отечественных многопроцессорных вычислительных систем, выделены основные проблемы и направления работ.