информатика Лиза

решения самых сложных вычислительных задач. Система коммутации SP — это новейшая разработка IBM в области широкополосной межпроцессорной связи без задержек для эффективных параллельных вычислений. Несколько разновидностей узлов процессора, изменяемые размеры фрейма (стойки) и разнообразные дополнительные возможности ввода-вывода обеспечивают подбор наиболее подходящей конфигурации системы. SP поддерживается лидирующими производителями ПО в таких областях, как параллельные базы данных и обработка транзакций в реальном времени, а также основными производителями технического ПО в таких областях, как обработка

благодаря параллельной обработке. Система снимает ограничения по производительности, помогает избежать проблем, связанных с масштабированием и присутствием неделимых, отдельно выполняемых

фрагментов. Установленные по всему миру более чем у тысячи клиентов, SP предлагают решения для сложных и объемных технических и коммерческих приложений.

Основной блок SP — это процессорный узел, который имеет архитектуру рабочих станций RS/6000. Существует несколько типов SP-узлов: Thin, Wide, High, отличающихся рядом технических параметров. Так, например, High-узлы на базе POWER3-II включают до 16 процессоров и до 64 Гбайт памяти, а вот Thin-узлы допускают не более 4 процессоров и 16 Гбайт памяти.

Система масштабируется до 512 узлов, при этом возможно совмещение узлов различных типов. Узлы устанавливаются в стойки (до 16 узлов в каждой). SP может практически линейно масштабировать диски вместе с процессорами и памятью, что позволяет получать реальный доступ к терабайтам памяти. Такое увеличение мощности упрощает наращивание и расширение системы.

Узлы связаны между собой высокопроизводительным коммутатором (IBM high-performance switch), который имеет многостадийную структуру и работает

11

с коммутацией пакетов.

Каждый узел SP работает под управлением полноценной ОС AIX, благодаря чему можно использовать тысячи уже существующих приложений для этой ОС. Кроме того, узлы системы можно объединять в группы. К примеру, несколько узлов могут выполнять роль серверов Lotus Notes, в то время как все остальные

— обрабатывать параллельную базу данных.

Управление большими системами — это всегда сложная задача. SP использует для этих целей одну графическую консоль, на которой отображаются состояния аппаратного и программного обеспечения, выполняемые задачи и информация о пользователях. Системный администратор при помощи такой консоли (управляющей рабочей станции) и прилагаемого к SP программного продукта PSSP (Parallel Systems Support Programs) решает задачи управления, в том числе управления защитой паролями и полномочиями пользователей, учета выполняемых задач, управления печатью, системного мониторинга, запуска и выключения системы.

Как уже отмечалось, согласно Top500 (таблица), самый мощный суперкомпьютер современности — ASCI White, занимающий площадь размером в две баскетбольные площадки и установленный в Ливерморской национальной лаборатории. Он включает 512 SMP-узлов на базе 64-разрядных процессоров POWER3-II (в общей сложности 8192 процессора) и использует новую коммуникационную технологию Colony с пропускной способностью около 500 Мбайт/с, что почти в четыре раза быстрее коммутатора SP highperformance switch.

Архитектура нового суперкомпьютера основана на зарекомендовавшей себя массивно-параллельной архитектуре RS/6000 и обеспечивает производительность в 12,3 Тфлопс (триллионов операций в секунду). Система включает в общей сложности 8 Тбайт оперативной памяти, распределенной по 16-процессорным SMP-узлам, и 160 Тбайт дисковой памяти. Доставка системы из лабораторий IBM в штате Нью-Йорк в Ливермор (Калифорния)

12

потребовалось 28 грузовиков-трейлеров.

Все узлы системы работают под управлением ОС AIX. Суперкомпьютер используется учеными Министерства энергетики США для расчета сложных трехмерных моделей с целью поддержания ядерного оружия в безопасном состоянии. Собственно ASCI White — это третий шаг в пятиступенчатой программе ASCI, которая планирует создание нового суперкомпьютера в 2004 г . Вообще говоря, ASCI White состоит из трех отдельных систем, среди которых самой большой является White (512 узлов, 8192 процессора), а есть еще Ice (28 узлов, 448 процессоров) и Frost (68 узлов, 1088 процессоров).

Предшественником ASCI White был суперкомпьютер Blue Pacific (другое название ASCI Blue), включающий 1464 четырехпроцессорных узла на базе кристаллов PowerPC 604e/332 МГц. Узлы связаны в единую систему с помощью кабелей общей длиной почти в пять миль, а площадь машинного зала составляет 8 тыс. квадратных футов. Система ASCI Blue состоит в общей сложности из 5856 процессоров и обеспечивает пиковую производительность в 3,88 Тфлопс. Суммарный объем оперативной памяти составляет 2,6 Тбайт.

Американский национальный центр по исследованию атмосферы (NCAR) выбрал IBM в качестве поставщика самого мощного в мире суперкомпьютера, предназначенного для прогнозирования климатических изменений. Система, известная под именем Blue Sky («Синее небо»), после окончательного ввода в

эксплуатацию в этом году на порядок увеличит возможности NCAR в области моделирования климата. Ядром Blue Sky станут суперкомпьютер IBM SP и системы IBM eServer p690, применение которых позволит добиться пиковой производительности почти в 7 Тфлопс при объеме дисковой подсистемы IBM SSA в 31,5 Тбайт.

Суперкомпьютер, получивший название «Синий шторм» (Blue Storm), создается по заказу Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts — ECMWF). Blue Storm будет в два раза мощнее ASCI White. Для его создания необходимо 100 серверов

13

IBM eServer p690, также известных как Regatta. Каждый системный блок размером с холодильник содержит более тысячи процессоров. В 2004 г . «Синий шторм» будет оснащен серверами нового поколения p960, которые сделают его еще в два раза мощнее. Суперкомпьютер будет работать под управлением ОС AIX. Первоначально общая емкость накопителей Blue Storm составит 1,5 петабайт, вычислительная мощь — около 23 Тфлопс. Система будет весить 130 т, а по мощи будет в 1700 раз превосходить шахматный суперкомпьютер Deep Blue.

Исследователи IBM совместно с Ливерморской национальной лабораторией ведут работы над компьютерами Blue Gene/L и Blue Gene/C. Эти компьютеры

— часть начатого еще в 1999 г . с целью изучения белков 5-летнего проекта Blue Gene, в который было вложено 100 млн долл. Создание нового суперкомпьютера Blue Gene/L (200 Тфлоп) будет завершено в 2004 г . — на полгода-год раньше, чем ожидается завершение работ над более мощным компьютером Blue Gene/C (1000 Тфлоп). Проектная производительность Blue Gene/L будет, таким образом, превышать суммарную производительность 500 самых мощных компьютеров в мире. При этом новый суперкомпьютер занимает площадь, равную всего половине теннисного корта. Инженеры IBM поработали и над снижением потребления энергии — его удалось уменьшить в 15 раз.

Разработка и развитие суперкомпьютера в России

Первым советским суперкомпьютером считается ЭВМ БЭСМ-6, разработанная в 1967 году. В 1980-х годах из бюджета СССР финансировались около десятка проектов по разработке и созданию оригинальных суперкомпьютерных решений. Основными из них были «Эльбрус» и «Электроника СС-БИС». Также велась разработка целого семейства так называемых спецпроцессоров для ЕС ЭВМ.

С началом распада СССР часть команд разработчиков свернула исследования, часть специалистов уехала за границу. Некоторое оживление

14

наступило с появлением в России в середине 1990-х зарубежных HPC-систем, однако они имели относительно невысокую мощность из-за существовавших в то время ограничений на экспорт высоких технологий из стран Запада. В то же время, некоторые российские разработчики, проводившие исследования в смежных областях и существовавшие на деньги зарубежных партнёров, смогли пережить кризис. Так, например, группа «Эльбрус» продолжила разработки совместно с компанией Sun Microsystems. Институт программных систем РАН выжил благодаря участию в международных программах и грантах.

Возрождение суперкомпьютинга началось с создания в 1996 году в Москве Межведомственного суперкомпьютерного центра (МСЦ) усилиями Российской академии наук (РАН), Миннауки, Минобразования и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ). Вторым двигателем российского суперкомпьютинга стала программа «СКИФ», осуществляемая совместно Россией и Белоруссией. Она стартовала в 2000 году и в её рамках была произведена разработка семейства суперкомпьютеров «СКИФ».

В2004 году был создан суперкомпьютер «СКИФ К-1000», ставший самым мощным вычислительным комплексом в России, СНГ и Восточной Европе. «СКИФ К-1000» вошёл в число 100 наиболее мощных компьютеров мира, заняв 98 позицию в 24-й редакции мирового рейтинга суперкомпьютеров Top500. Пиковая мощность кластера на базе 576 64-разрядных процессоров AMD Opteron составила 2,5 Тфлопс, реальная производительность на тесте Linpack — 2,032 Тфлопс.

Вфеврале 2007 года был создан суперкомпьютер «СКИФ Cyberia», его пиковая производительность составила 12 Тфлопс. На момент создания он являлся самым мощным вычислительным комплексом на территории России, СНГ и Восточной Европы, а также одним из ста мощнейших компьютеров мира.

Всередине 2007 года отмечалось, что с запуском в России нескольких суперкомпьютеров мирового уровня, возродился и начал активно развиваться

15

целый рынок решений HPC — высокопроизводительных компьютерных систем. Причём российские компании смогли занять на нём достойное место.

В марте 2008 года было завершено строительство суперкомпьютера «МГУ Чебышев». Пиковая производительность суперкомпьютера, построенного на базе 1250 четырёхъядерных процессоров Intel Xeon E5472, составила 60 Тфлопс. Реальная производительность системы на тесте Linpack — 47,17 Тфлопс. На момент завершения строительства этот суперкомпьютер стал самым мощным вычислительным комплексом в России, странах СНГ и Восточной Европы. Также «МГУ Чебышев» занял 36 место в мировом рейтинге Тор500.

В 2009 году компания «Т-платформы» объявила о запуске суперкомпьютера «Ломоносов» для Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова производительностью 420 Тфлопс. Реальная производительность системы на тесте Linpack — 350 Тфлопс.

Суперкомпьютерный комплекс занял 12-ю позицию в мировом рейтинге Top500 2009 года, что стало абсолютным рекордом для России.

Самый мощный суперкомпьютер современности

Название - Tianhe-2 (Млечный путь -2) Страна - Китай Производительность: 33,86 петафлопс

Теоретический максимум производительности: 54,9 петафлопс Мощность: 17,6 МВт

С момента своего первого запуска «Тяньхэ-2», или «Млечный-путь-2», вот уже около двух лет является лидером Top-500. Этот монстр почти в два раза превосходит по производительности №2 в рейтинге – суперкомпьютер TITAN.

Разработанный Оборонным научно-техническим университетом Народноосвободительной армии КНР и компанией Inspur «Тяньхэ-2» состоит из 16 тысяч узлов с общим количеством ядер в 3,12 миллиона. Оперативная память всей это колоссальной конструкции, занимающей 720 квадратных метров,

16

составляет 1,4 петабайт, а запоминающего устройства – 12,4 петабайт. «Млечный путь-2» был сконструирован по инициативе китайского

правительства, поэтому нет ничего удивительного в том, что его беспрецедентная мощь служит, судя по всему, нуждам государства. Официально было заявлено, что суперкомпьютер занимается различными моделированиями, анализом огромного количества данных, а также обеспечением государственной безопасности Китая.

Учитывая секретность, свойственную военным проектам КНР, остается лишь догадываться, какое именно применение время от времени получает «Млечный путь-2» в руках китайской армии.

17

Заключение

В ходе работы над рефератом по дисциплине «Информатика и ИКТ», мною была изучена тема «История суперкомпьютеров в России и за рубежом». Я ознакомилась со множеством различного материала из бумажных и электронных источников. Проследила развитие суперкомпьютера в США, зарождение суперкомпьютера в Советском Союзе и развитие его в современной России. Так же ознакомилась со списком Топ-500 мощнейших суперкомпьютеров в мире. Данная тема интересна в изучении и географии развития компьютерных систем.

18

Список использованной литературы

1)http://www.pcweek.ru/themes — электронная версия издания PC Week Live

2)http://www.computer-museum.ru — виртуальный компьютерный музей

3)https://ru.wikipedia.org/wiki/Суперкомпьютер — Википедия, свободная энциклопедия

4)Суперкомпьютерные технологии в науке, образовании и промышленности / Под редакцией: академика В. А. Садовничего, академика Г. И. Савина, чл.-корр. РАН Вл. В. Воеводина.-М.: Издательство Московского

университета, 2009.-232 с.

19