Цифровой журнал «Компьютерра» 2011 № 33 (81)
Blue Waters: петафлопсовая матрёшка Автор: Евгений Лебеденко, Mobi.ru
КолумнистыКафедра Ваннаха: Парадоксы сжатого мира Автор: Ваннах Михаил
Кивино гнездо: Лица дополненной реальности Автор: Киви Берд
Василий Щепетнёв: Дело о хрупком экране Автор: Василий Щепетнев
Александр Амзин: Лёгкий способ бросить всё Автор: Александр Амзин
Кафедра Ваннаха: Апгрейд wetware Автор: Ваннах Михаил
Дмитрий Шабанов: Кофе и со‑знание ноосферы Автор: Дмитрий Шабанов
Василий Щепетнёв: Могущественный дух Автор: Василий Щепетнев
Дмитрий Вибе: Живём ли мы в обычной галактике? Автор: Дмитрий Вибе
Кафедра Ваннаха: Робот и МОТ Автор: Ваннах Михаил
Голубятня-ОнлайнГолубятня: На круг с плюсом Автор: Сергей Голубицкий
Голубятня: Анбоксинг iconBiT HD280HDMI и TrendNet TEW-649UB Автор: Сергей Голубицкий
| Жанры: | Компьютерная литература, Газеты и журналы |
| Серия: | Журнал Компьютерра №81 |
| Всего страниц: | 16 |
| ISBN: | - |
| Год издания: | Не установлен |
| Формат: | Полный |
Цифровой журнал «Компьютерра» 2011 № 33 (81) читать онлайн бесплатно
Статьи
Blue Waters: петафлопсовая матрёшка
Евгений Лебеденко, Mobi.ru
Опубликовано 09 августа 2011 года
Суперкомпьютеры в мире вычислительных систем сродни олигархам в человеческом обществе. Вот вроде бы такие же люди, та же анатомия и физиология, ан нет — попасть в их тусовку, периодически обновляемую журналом Forbes, простому обывателю нереально. Так же и у компьютеров: докажи, что ты крут в плане вычислительных способностей — и пожалуй в рейтинг Top 500 Supercomputers, своеобразный компьютерный Forbes.
Разработать приличный суперкомпьютер с замашками вычислительного олигарха непросто технически и недёшево экономически. А уж заполучить его мощь в своё распоряжение для решения высоконаучных и вполне насущных задач и того сложнее.
Владельцы супервычислителей не для того их создавали, чтобы заниматься благотворительностью. Будь любезен, ознакомься с прайсом (оплата почасовая), прокалькулируй свой бюджет, сформулируй получше задачу и пользуйся на здоровье, пока деньги есть. Хорошо, если задачи твои актуальны и правительство твоей страны заинтересовано в их решении. К примеру, правительство Японии после могучего землетрясения 11 марта не поскупится на бюджетные отчисления для моделирования последствий подобных (тьфу-тьфу) катастроф в будущем.
А как же быть вузам, начинающим учёным и исследователям интересных, но не злободневных задач, бюджет которых если и позволяет арендовать суперкомпьютер, то не самый мощный и ненадолго? Придётся решать свои задачи, как дядюшка Тыква в известной сказке Джанни Родари строил свой дом: по кирпичику и очень медленно? Не обязательно.
Благодаря дружбе, которая, как известно, позволяет делать настоящие чудеса, в распоряжении студентов и аспирантов (пока что, правда, только американских) появился могучий вычислитель мощностью более одного петафлопса (10>15 FLOPS). Руку дружбы будущему поколению учёных и инженеров протянули: Университет штата Иллинойс Urbana-Champaign, Национальный центр суперкомпьютерных вычислений США (NCSA — National Center for Supercomputing Applications), компания IBM и консорциум Great Lakes for Petascale Computation. Объединив свои усилия, возможности, финансы и инженерную мощь, эти организации разработали проект Blue Waters — масштабируемую суперкомпьютерную систему, выдающую петафлопсовую производительность.
Уникальность проекта Blue Waters — в его открытости для начинающих свой путь исследователей, которая отражается в программе выделения вычислительных ресурсов PRAC (Petascale Computing Resource Allocations). А ещё — в совершенно особенной архитектуре-матрёшке, которую разработала для проекта компания IBM.
Как же устроена система, способная «разогнаться» свыше одного петафлопса и готовая увеличить эту далеко не маленькую мощь?
Таблица ниже демонстрирует возможности Blue Waters в сравнении с возможностями типового кластера NCSA Abe на базе шестидесятичетырёхразрядных процессоров Intel Xeon и высокопроизводительной компьютерной системы TACC из техасского центра суперкомпьютерных вычислений, построенной на процессорах AMD.
Кластер NCSA Abe
TACC
Blue Waters
Внушительно, не правда ли? И в плане производительности, и в плане «железной» составляющей Blue Waters. А ведь именно эта, базирующаяся на процессорной системе IBM Power 7, составляющая и даёт петафлопсовую мощь.
Разрабатывая архитектуру Blue Waters, компания IBM не просто масштабно применила свою новую разработку — процессор Power 7. Она создала вложенную модульную структуру, все элементы которой связаны между собой высокоскоростными шинами данных. Каждый из модулей этой структуры может использоваться независимо (если большая вычислительная мощность не требуется) или практически неограниченно масштабироваться, создавая системы с необходимыми характеристиками.
Мельчайший кирпичик в пирамиде Blue Waters — ядро процессора Power 7 (Power 7 Core), коих у процессора IBM целых восемь. Само по себе ядро Power 7 является самостоятельным вычислителем с двумя модулями вычислений с фиксированной запятой, четырьмя модулями вычислений двойной точности с плавающей запятой, модулями векторной и десятичной математики, 64 килобайтами кэш-памяти первого уровня и 256 килобайтами кэш-памяти второго уровня.
На одном кремниевом чипе процессора Power 7 таких ядер восемь. Кроме них на этом же чипе расположены: кэш-память третьего уровня (по четыре мегабайта на ядро), два контроллера оперативной памяти, позволяющие подключить к одному процессору до 128 гигабайт быстродействующей DDR3 памяти Dual SuperNova, четыре шины данных для межядерного взаимодействия и связи с другими процессорами Power 7.
Схема процессора IBM Power 7
Связь эта позволяет объединить четыре Power 7 в сборку, именуемую Multi Chip или Quad Chip Module (QCM). Обладая тридцатью двумя взаимодействующими между собой ядрами Power 7 Core, сборка QCM способна работать с 512 гигабайтами оперативной памяти. Ещё одной её особенностью является наличие коммуникационного узла (On-Board Hub), позволяющего связывать QCM с себе подобными по высокоскоростной медной шине данных и имеющего оптический выход шины данных L Remote.
