Реферати українською » История » Минуле і майбутнє високопродуктивних обчислень


Реферат Минуле і майбутнє високопродуктивних обчислень

Сергій Бобровський

Історія суперкомп'ютерів тісно пов'язана з ім'ям Сеймора Крея (Seymour Cray, 1925–1996), відомого передусім засновника компанії Cray, лідера американського ринку суперкомп'ютерів. Перший транзисторний суперкомп'ютер CDC 1604 Крей створив 1958 р., очолюючи компанію Control Data Corporation (CDC), засновану нею з Уильямсом Норрисом роком раніше. Потім він розпочав проектування паралельного CDC 6600, спроможного працювати з 60-разрядными словами. Через розбіжностей зі своїми партнером Крей залишив CDC й у 1972 р. заснував фірму Cray Research. На той час в НАСА було встановлено 64-разрядный ILLIAC IV корпорації Burroughs, показував 20 млн. операцій на секунду. Він успішно діяв до 1981 р.

Чотири року після організації Cray Research світ з'явилася найшвидша у світі машина Cray-1 з продуктивністю 160 млн. оп./с і побачили 8-го МБ ОЗУ. Схожі характеристики мав і зараз CYBER 205, выпускавшийся колишніми партнерами Крея в корпорації CDC. Однак у Cray-1 уперше було реалізована концепція векторних обчислень (одночасне виконання однотипної операції над великим набором даних) і архітектура RISC. Cray-1 обійшлася Лос-Аламосской лабораторії США в 8,8 млн. дол.

Суперкомпьютер Cray-1

Наступна модель, Cray-2, досягла в 1985 р. швидкодії 2 млрд. оп./с, стала найпотужнішої землі, як і Cray-3 (5 млрд. оп./с 1989 р.). Цікаво, що Cray-3 моделювалася за комп'ютерами Apple, а компанія Apple до того ж час купила комп'ютер Cray для проектування дизайну своїх ПК.

До кінця 1980-х років холодна війна закінчилася та відкриття фінансування військових проектів, нерозривно що з суперкомпьютерами, США тимчасово скоротилося. Лідерство на світовому відразу ж захопили енергійні японські фірми – Fujitsu, Hitachi і NEC. Запропонована ними комерційна концепція розподілених обчислень серед з багатьох дешевих мікропроцесорів (нині визнана у Японії стратегічної) швидко виправдала себе.

За відсутності державної в 1995 р. Cray пережила серйозні фінансові проблеми і невдовзі об'єдналася з Silicon Graphics (SGI). Ніколи не сдававшийся Сеймор Крей заснував іншу компанію – SRC Computer Labs, де і продовжив створення суперкомп'ютерів. Вже тоді він передбачав, майбутнє високопродуктивних обчислень – за молекулярними комп'ютерами і наномашинами. Однак у 1996 р. у віці 71 року батько суперкомп'ютерів, як охрестила Крея преса, трагічно загинув автомобільній аварії.

Влітку 1995 р. два токійських університету продемонстрували спеціалізований (готовий до моделювання завдань астрофізики) суперкомп'ютер GRAPE-4, зібране з 1692 мікропроцесорів і обійшлося лише у 2 млн. дол. Він у світі подолав поріг один трлн. оп./с результат 1,08 Тфлопс. Через 15 місяців Cray Research повідомила, що модель Cray T3E-900, що нараховувала 2048 процесорів, побила рекорд японців і без досягла 1,8 Тфлопс. На той час результат NEC SX-4 становив 1 Тфлопс, Hitachi SR2201 – 0,6 Тфлопс, а Fujitsu Siemens VPP700 – 0,5 Тфлопс.

У 1997 р. з'явилися повідомлення про проект моделювання роботи створення ядерної зброї (ASCI) в Лос-Аламосской лабораторії, фінансованому міністерством енергетики США. Комплекс ASCI Red з 9632 процесорів Pentium Pro, створений Intel, показав продуктивність спочатку 1,8 Тфлопс, та був 3,2 Тфлопс.

У 2002 р. у межах ASCI часом вдавалося домогтися швидкості обробки інформації 10,2 Тфлопс, а проект пошуку позаземних цивілізацій, який би сотні тисяч користувачів ПК, які надають ресурси своїх комп'ютерів для розподілених обчислень, досяг унікальної пікової продуктивності 92 Тфлопс (втім, таку схему обчислень дозволяє вирішувати лише обмежене коло завдань, припускають просте розпаралелювання).

14 листопада фірма Cray анонсувала рішення Cray X1 з характеристиками 52,4 Тфлопс і 65,5 Тб ОЗУ. Його стартовий ціна починається з 2,5 млн. дол. Цим комплексом відразу зацікавився іспанський метеорологічний центр. На наступного дня було опубліковано ювілейний, 20-ї список Top 500 (http://www.top500.org), до якого входять системи, офіційно показали максимальну продуктивність. Його очолила комп'ютерна модель Землі (Earth Simulator) результат 35,86 Тфлопс (5120 процесорів), створена однойменною японським центром і NEC. З другого краю – четвертому місцях з великим відставанням розташувалися рішення ASCI (7,7; 7,7 і 7,2 Тфлопс). Вони експлуатуються Лос-Аламосской лабораторією, а створено Hewlett-Packard (перші двоє налічують по 4096 процесорів) і IBM (8192 процесора).

Поріг входження до перші десятки становив 3,2 Тфлопс. Чотири системи на десяток належать Hewlett-Packard (дві у проекті ASCI і з одній на Питтсбургском суперкомпьютерном центрі й Міністерстві атомної енергії Франції), три – IBM (ASCI, Англійський центр високопродуктивних обчислень та духовності Національний центр атмосферних досліджень США), за однією – NEC, Linux NetworX (Ливерморская лабораторія) і HPTi (Центр пророцтв погоди США). 47 рішень з Top 500 подолали у тісті Linpack поріг один Тфлопс (півроку тому таких систем було лише 23). Система ASCI Red, постійно пребывавшая У першій десятці Top 500 з 1997 р. і сім разів яка обіймала місце (результати Top 500 підбиваються двічі на рік), опустилася на 15-те місце.

Суперкомпьютер Grape-6

Петафлопсный кордон (тисяча трильйонів операцій із плаваючою коми в секунду) Cray обіцяє подолати наприкінці десятиліття. Схожі терміни обіцяють і японці. У Токіо рамках відповідного проекту GRAPE (http://grape.astron.s.u-tokyo.ac.jp/grape/) готується модель GRAPE-6. Вона об'єднує 12 кластерів і 2048 процесорів і продуктивність 2,889 Тфлопс (з потенційними можливостями 64 Тфлопс). У в GRAPE-решение буде 20 тис. процесорів, а обійдеться воно лише у 10 млн. дол. Щоправда, ще 1996 р. творці GRAPE висували оптимістичний гасло: “Даєш петафлопс до 2000 р!”.

У яких ринкових нішах буде потрібна така продуктивність? Передусім це проектування літаків і ракет, створення ліків, пророцтво погоди й природних катаклізмів, підвищення ефективності електростанцій й надійності автомобілів (переважно шляхом моделювання їх сутичок) і фундаментальні наукових досліджень.

Список літератури

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту http://www.computer-museum.ru/

Схожі реферати:

Навігація