Суперкомпьютеры

Что такое суперЭВМ? Оксфордский толковый словарь по вычислительной технике, изданный в 1986 году, сообщает, что суперкомпьютер это очень мощная ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS (10 миллионов операций с плавающей запятой в секунду). Сегодня это средненький результат даже для ПК. Планки производительности в 10 TFLOPS были успешно перекрыты довольно давно.

Суперкомпьютеры. Программа ASCI (Accelerated Strategic Computing Initiative)

• 1996, система ASCI Red, построенная Intel, производительность 1 TFlops,

• 1999, ASCI Blue Pacific от IBM и ASCI Blue Mountain от SGI, производительность 3 TFlops,

• 2000, ASCI White с пиковой производительностью свыше 12 TFlops (реально показанная производительность на тесте LINPACK составила на тот момент 4938 GFlops)

Суперкомпьютеры. ASCI White…

• Система с 512-ю симметричными мультипроцессорными (SMP) узлами, каждый узел имеет 16 процессоров,

• Процессоры IBM RS/6000 POWER3 с 64-х разрядной архитектурой и конвейерной организацией с 2 устройствами по обработке команд с плавающей запятой и 3 устройствами по обработке целочисленных команд, они способны выполнять до 8 команд за тактовый цикл и до 4 операций с плавающей запятой за такт, тактовая частота 375 MHz,

• Оперативная память системы – 4 TB,

• Емкость дискового пространства 180 TB

• Операционная система представляет собой версию UNIX – IBM AIX,

• Программное обеспечение ASCI White поддерживает смешанную модель программирования – передача сообщений между узлами и многопотоковость внутри SMP-узла,

• Поддерживаются библиотеки MPI, OpenMP, потоки POSIX и транслятор директив IBM, имеется параллельный отладчик IBM.

Суперкомпьютеры. Система BlueGene

• Первый вариант системы представлен в 2004 г. и сразу занял 1 позицию в списке Top500

• Расширенный вариант суперкомпьютера (ноябрь 2007 г.) по прежнему на 1 месте в перечне наиболее быстродействующих вычислительных систем:

212992 двухядерных 32-битных процессоров PowerPC 440 0.7 GHz, пиковая производительность около 600 TFlops, производительность на тесте LINPACK – 478 TFlops

Суперкомпьютеры. Система RoadRunner

RoadRunner является наиболее быстродействующей вычислительной системой (2008) и первым в мире суперкомпьютером, производительность которого превысила рубеж 1 PFlops (1000 TFlops): 12960 процессоров IBM PowerXCell 8i и 6480 двухядерных процессоров AMD Opteron, пиковая производительность около 1700 TFlops, производительность на тесте LINPACK – 1026 TFlops

Суперкомпьютеры. СКИФ МГУ (НИВЦ МГУ) 2008

Общее количество двухпроцессорных узлов 625 (1250 четырехядерных процессоров Intel Xeon E5472 3.0 ГГц), Общий объем оперативной памяти – 5,5 Тбайт, Объем дисковой памяти узлов – 15 Тбайт, Операционная система Linux, Пиковая производительность 60 TFlops, быстродействие на тесте LINPACK 47 TFlops

Наиболее значимое отечественное достижение в данном направлении связано с созданием семейства суперкомпьютеров под общим названием «Скиф» в рамках сотрудничества российской и белорусской академий наук. От российской стороны ответственным исполнителем является Институт программных систем в г. Переяславле-Залесском, а от Республики Беларусь – объединение «Кибернетика». По основным параметрам «Скиф» не уступает зарубежным аналогам в своем классе компьютеров, а по соотношению цена/производительность намного их превосходит. Осенью 2004 года старшая в ряду «Скифов» система К-1000, включающая 288 двухпроцессорных вычислительных узлов на базе 64-разрядных процессоров AMD Opteron с частотой 2200 МГц, показала производительность 2500 GFLOPS и вошла в рейтинг-лист Top-500, заняв в нем 98-е место.

Второе направление зародилось на базе ИТМ и ВТ – колыбели отечественного производства ЭВМ. После того, как резко снизилось государственное финансирование, большая группа разработчиков во главе с Б.А. Бабаяном стала активно искать зарубежных инвесторов с целью реализации передовых отечественных идей на современной западной технологии. В их активе была закончившаяся в 1991 году разработка 16-процессорного «Эльбруса-3», содержащего самые передовые архитектурные решения и по своей производительности (10 GFLOPS) опережавшего современный ему Cray Y-MP. Однако реализованный в стенах ИТМ и ВТ экземпляр был собран на элементах устаревшей 2-микронной технологии. Громоздкий шкаф с 15 млн. транзисторов и около 3 тыс. схем средней и малой интеграции вполне мог быть «упакован» в 2–3 чипа. В 1992 году работами российских ученых заинтересовалась фирма Sun Microsystems. Был создан «Московский центр SPARC-технологий» (МЦСТ), который, объединившись с некоторым другими фирмами в группу компаний «Эльбрус», осуществляет ряд успешных проектов для отечественных и зарубежных заказчиков. Среди них процессор «Эльбрус-2000» (Е2k), в котором в доработанном и усовершенствованном виде воплощены на кристалле основные принципы «Эльбруса-3».