Журнал Компьютерра - Журнал Компьютерра N741-742

Однако перед тем, как систему поместят в строгие режимные условия секретных работ, Roadrunner планируется также использовать для решения разнообразных научных проблем вроде моделирования изменений климата, решения задач в области астрономии, энергетики и исследований человеческого генома.

Чтобы нагляднее донести масштаб петафлопсной производительности рекордсмена, ее в самом грубом приближении сравнивают, к примеру, с суммарной вычислительной мощью сотни тысяч самых быстрых на сегодня ноутбуков. Так вот если водрузить эти плоские компьютеры друг на друга, то получится башня высотой два с половиной километра. Или такой пример. Все нынешнее население планеты — шесть миллиардов человек, — вооружившись электронными калькуляторами и работая без передыха со скоростью одна операция в секунду, 46 лет решало бы задачу, на которую системе Roadrunner требуется один день.

С точки зрения процессоров, применяющихся для построения суперкомпьютерных систем, безоговорочным лидером остается Intel. На сегодняшний день процессоры этой компании служат основой для 75% всех компьютеров, попавших в Tор500. Полгода назад, в тридцатом релизе того же рейтинга на долю Intel приходилось 70,8%.

За эти же полгода заметно вырос парк систем на основе четырехъядерных процессоров, составив ныне 283 машины. Еще 203 системы используют двухъядерные чипы, и лишь 11 систем построены на одноядерных процессорах. Три оставшиеся используют девятиядерные чипы Cell.

Караван поставщиков суперкомпьютеров по-прежнему возглавляет корпорация IBM, на долю которой приходится 42%, или 210 систем. Все ближе к лидеру подбирается Hewlett-Packard — 36,6% (183 системы). Полгода назад соотношение сил было заметно иным: у IBM 232 системы, у HP 166 (46,4% против 33,2%).

Гораздо отчетливее доминирование IBM проявляется в цифрах компьютерной производительности. Из суммарной вычислительной мощности систем Top500 на долю машин IBM приходится 48% (было 45%), что более чем вдвое превосходит суммарную производительность систем HP — 22,4% (было 23,9%).

Другие поставщики отстали далеко: Dell (5,4%), SGI (4,4%) и Cray (3,2%).

Если рассортировать представителей Top500 по странам и регионам, то мы увидим следующую картину. На долю США приходится абсолютное большинство суперкомпьютерных систем — 257 из полутысячи. Доля Европы достигла 184 систем (полгода назад было 149), а доля Азии несколько снизилась — 48 против 58 прошлой осенью. Ведущими странами Азии являются Япония (22 против 20), Китай (12/10), Индия (6/9) и Тайвань (3/11). В Европе лидируют Великобритания (53/48), Германия (46/31) и Франция.

Еще один примечательный факт: последняя в нынешнем списке система всего шесть месяцев назад занимала бы со своей производительностью вполне достойную 200-ю строчку рейтинга. Столь впечатляющая динамика перемен является самой высокой за всю шестнадцатилетнюю историю суперкомпьютерного хит-парада.

Тенденции открытости

Если говорить об остальных системах, помимо Roadrunner входящих в первую десятку, то там — спору нет — продолжает блистать архитектура IBM BlueGene (2, 3, 6 и 9-е места). Однако она входит в элиту Top500 уже, считай, четыре года, с осени 2004-го, так что написано о ней за это время более чем достаточно.

Гораздо больший интерес представляет новый суперкомпьютер Sun Microsystems под названием Ranger, собранный для чисто научных несекретных исследований в Техасском университете. Хотя Ranger, построенный на основе фирменной системы блейд-серверов Sun Constellation, занял почетное четвертое место, в действительности здесь сокрыта печальная история несостоявшегося триумфа. Эта машина, разработанная одним из сооснователей и ведущим архитектором Sun Андреасом Бехтольсхаймом (Andreas Bechtolsheim), должна была принять участие в хит-параде еще в ноябре прошлого года, аккурат к формированию тридцатого релиза Top500. Тогда у системы были отличные шансы на первенство.

Но увы, из-за задержек с поставками пятнадцати с лишним тысяч четырехъядерных процессоров AMD Opteron время было упущено.

Руководителям Sun чрезвычайно хотелось примерить лавровый венок чемпиона. По их мнению, Ranger — на редкость хорошо сбалансированная высокопроизводительная машина, да еще и построенная на основе идей открытой архитектуры.

Это означает, с одной стороны, что здесь предусмотрены широкие магистрали для передачи данных, объединяющие массивы процессоров и гарантирующие, что чипы не будут попусту простаивать в ожидании своей очереди. А с другой стороны, это прекрасно масштабируемая вычислительная система высшего мирового класса, создание которой доступно, по сути, всем желающим благодаря открытым платформам и открытой архитектуре.

И уж коли речь зашла об открытых платформах, нельзя не отметить и абсолютное доминирование в суперкомпьютерах Top500 операционной системы Linux.

Под этой ОС работают все десять систем из Top10, а в целом на Unix-подобные платформы с открытыми исходными кодами опираются 427 машин списка. Еще 28 систем работают на основе закрытых разновидностей Unix (включая Mac OS) и пять систем — под управлением Windows Cluster Server. Около сорока машин работают под управлением смешанных операционных систем, как правило, сочетающих в себе Linux и Unix. Таким образом, на долю Linux приходится 85,4% в пересчете на количество машин, 76,4% в пересчете на производительность и 58,3% в пересчете на процессорные ядра.

Если взятие петафлопсного рубежа стало первой важной особенностью нынешнего суперкомпьютерного хит-парада, то второй (быть может, даже главной) оказалось включение в перечень указываемых параметров энергетической эффективности вычислений. Она, правда, пока не влияет на место, занятое системой в списке, однако весьма примечательно, что число выполняемых операций на ватт потребленной энергии становится в один ряд с таким определяющим показателем, как производительность машины на тесте Linpack (решение больших систем линейных уравнений).

Суперкомпьютерные центры и системы потребляют миллионы ватт, расходуемых на питание серверов, сетей, систем хранения данных и различного вспомогательного оборудования. Реальная цена высокопроизводительных вычислений оказывается намного большей, чем стоимость собственно обеспечивающей их аппаратуры. Отсюда понятно, что проблема энергосбережения для суперкомпьютеров особо актуальна.

Одной из первых заострила внимание на данной проблеме корпорация IBM, когда около десятка лет назад начала разрабатывать архитектуру BlueGene. Получившиеся в итоге этой работы коммерческие компьютеры BlueGene/L имели рекордный для своего времени показатель эффективности — 210 Мфлопс (миллионов операций) на 1 Вт потребленной энергии, ставший своего рода эталоном для машин подобного класса. Сегодня, однако, эту планку преодолели многие модели компьютеров.