4.1. История создания (Слайд 14).

Первый суперкомпьютер был задуман в 1960 и создан в 1972 году (машина ILLIAC-IV с производительностью 20 MFloPS), начиная с 1974 года лидерство в разработке суперкомпьютеров захватила фирма Gray Research.

В СССР, начиная с 70-х годов ХХ века, практически все ЭВМ, малые ЭВМ и ПК за редким исключением (ЭВМ «Рута 110») копировали зарубежные разработки и, в первую оче­редь, разработки фирм США. Но среди лучших суперкомпьютеров в свое время были и оригинальные отечественные суперкомпьютеры.

В СССР была разработана, реализовывалась государственная программа разработки суперкомпьютеров, впоследствии практически замороженная. В рамках этой программы были разработаны и выпущены как суперкомпьютеры, по­вторяющие архитектуру Cray («Электроника СС БИС»), так и оригинальные разработ­ки: ЕС 1191 (1200 MFloPS), офисные варианты ЕС 1195 (50 MFloPS), ЕС 1191.01 (500 MFloPS), ЕС 1191.10 (2000 MFloPS) и «Эльбрус» модификаций 1,2,3.

Суперкомпьютер «Эльбрус ЗБ» в процессе разработки достиг производительности 20 000 MFloPS.

Использовались операционные системы «Эльбрус» и UNIX, поддерживающие боль­шое число языков программирования: Эль, Фортран, Паскаль, Кобол, Пролог и т. д.

Для суперкомпьютера «Эльбрус» был разработан «Эль2К» - один из первых в мире микропроцессоров имеющий VLIW-архитектуру.

В декабре 1996 года фирма Intel объявила о создании суперкомпьютера Sandia, впервые в мире преодолевшего терафлопный барьер быстродействия. За 1 час 40 минут компьютер выполнил 6,4 квдрл. вычислений с плавающей запя­той.

Конфигурация представляла собой 57 шкафов, содержащих более 7000 процессоров Pentium Pro с тактовой частотой 200 МГц и оперативную память 454 Гбайт. Окон­чательный вариант суперкомпьютера имел производительность 1,4 TFLoPS. Он состоит из 86 шкафов общей площадью 160 кв. м. В этих шкафах размещается 573 Гбайт оперативной и 2250 Гбайт дисковой памяти. Масса компьютера состав­ляла около 45 тонн, а пиковое потребление энергии — 850 кВт.

4.2. Современные суперкомпьютеры (Слайд 15).

Суперкомпьютеры используются в различных областях, где требуются сложные вычисления и обрабатываются огромные массивы изменяющейся информации. Например, для моделирования в области космоса и авиастроения, для моделирования систем безопасности, двигателей машин, расчета траектории движения тайфунов, планирования и оптимизации грузоперевозок, для видеомонтажа, спецэффектов и анимации в кино и на телевидении и др:

1. Суперкомпьютер Cray XT4 с увеличенной производительностью (в сравнении с Cray XT3) создан в 2007 году на процессорах AMD - двуядерных чипах Opteron.. Он поддерживает до 30 тыс. процессоров Opteron, подключаемых при помощи чипов Cray SeaStar 2, которые используют возможности шины Hiper-TransSport и ускоряют обмен данными между процессорами. Вопреки традициям ти­пичной кластерной архитектуры (См. ниже), у Cray ХТ4 каждый процессор имеет собственную микросхему для связи с соседними. Суперкомпьютер совместим с четырехъядерными процессорами AMD.

2. Суперкомпьютер BlueGene/L с пиковой производительностью в 478,2 терафлопа (478,2 триллиона операций в секунду) в начале 2008 года был самым быстрым на Земле.

3. Суперкомпьютер Pleiades. NASA совместно с SGI и Intel в 2009 году начала создание одного из самых быстрых суперкомпьютеров на Земле. Новый суперкомпьютер будет использоваться в Калифорнийском исследовательском центре Эймс (Ames Research Center) для различных имитационных задач и задач по моделированию. К 2012 году планируется нарастить мощность до 10 петафлоп.

Производительность нынешнего суперкомпьютера NASA, Columbia, составляет 88,88 терафлопса. Он используется для изучения поведения гиперзвукового самолета, имитации высадки посадочных модулей и моделирования ткани скафандра.

4. Суперкомпьютер Blue Water. К 2011 году IBM планирует создать еще один суперкомпьютер Blue Water, мощность которого составит не менее петафлопа. Заказчиком этого вычислительного комплекса является Национальный центр прикладных систем для суперкомпьютеров при университете штата Иллинойс.

Его основой станут 200 тыс. процессорных ядер и свыше 1 петабайта оперативной памяти. Общая емкость его дисковых накопителей составит 10 петабайт.

5. Суперкомпьютер Dawning 5000. Китай является второй страной, после США, сумевшей в 2008 году создать суперкомпьютер производительностью более 100 терафлоп. У Dawning 5000 пиковая производительность достигает 230 терафлоп. Dawning 5000 в том году вошел в десятку мощнейших суперкомпьютеров мира. Кроме того, Китай планирует создать к 2011 году петафлоповый суперкомпьютер Шугуан-5000. Его основой станут китайские процессоры Godson 3.

6. Суперкомпьютер Sequoia. Компания IBM в 2009 году объявила о планах построения в Ливерморской национальной лаборатории министерства энергетики США суперкомпьютера Sequoia, мощность которого составит 20 петафлоп. Он будет включать 1,6 млн. процессоров. Объем оперативной памяти системы составит 1,6 петабайта. Площадь, которую будет занимать Sequoia, составит 318 кв.м.

Предполагается, что его запустят в 2012 году для изучения ядерного оружия, в частности, для моделирования его испытаний.

Представители IBM подчеркивают, Sequoia может использоваться и в мирных целях. В частности, этот суперкомпьютер способен моделировать погодные изменения в 40 раз быстрее используемых в настоящее время систем. Для моделирования землетрясения ему понадобится в 50 раз меньше времени, чем современным вычислительным комплексам.