Мобільна версія сайту Контакти
Богодухов - городской портал
                 Сьогодні -
 
 
Ми раді бачити Вас на порталі Bogodukhov-City.com.ua

РЕКЛАМА


загрузка...

РЕКЛАМА




РЕКЛАМА


Суперкомп'ютери

Автор: alex від 20-07-2010, 00:06
  • 0
Суперкомп'ютери


У 1996 році куратор Музею обчислювальної техніки у Великобританії Дорон Свейд написав статтю з сенсаційною заголовком: "Російська серія суперкомп'ютерів БЕСМ, що розроблялася більше ніж 40 років тому, може свідчити про брехню Сполучених Штатів, які оголошують технологічну перевагу протягом років холодної війни".

Дійсно, середина 1960-х років була зоряним часом в історії радянської обчислювальної техніки. У СРСР тоді працювало безліч творчих колективів - інститути С.А. Лебедєва, І.С. Брука, В М. Глушкова і т.д. Одночасно випускалося безліч різних типів машин, найчастіше несумісних один з одним, найрізноманітнішого призначення.

Створена в 1965 році і випущена вперше в 1967 році БЕСМ-6 була оригінальним російським комп'ютером, спроектованим нарівні зі своїм західним аналогом. Потім був знаменитий "Ельбрус", був розвиток БЕСМ (Ельбрус-Б). В.М. Глушков створив чудову Машину Інженерних Розрахунків - Мир-2 (прообраз персонального комп'ютера), що не має до цих пір західних аналогів.

Саме колектив "Ельбруса" першим розробив суперскалярна архітектуру, побудувавши засновану на ній машину "Ельбрус-1" на багато років раніше Заходу. У цьому колективі на пару років раніше, ніж у фірмі "Cray" - визнаному лідеру у виробництві суперкомп'ютерів, були реалізовані ідеї багатопроцесорних системи.

Науковий керівник групи "Ельбрус", професор, член-кореспондент РАН Борис Арта-шесовіч Бабаян вважає, що найбільш істотне досягнення групи - архітектура супермашини>. "Логічна швидкість цієї машини значно вище, ніж у існуючих.

Тобто на тому ж устаткуванні ця архітектура дозволяє в кілька разів прискорити виконання завдання. Апаратну підтримку, захищеного програмування ми реалізували вперше, на Заході навіть і не пробували. "Ельбрус-3" був побудований в 1991 році. Він вже був у нас в інституті готовий, ми почали його відладку. Західні фірми тільки говорили про можливість створення такої архітектури ... Технологія TO (ia огидна, але архітектура була до того здійснена, що ця машина була в два рази швидше найшвидшої американської супермашини того часу Cray Y МР ".

Принципи захищеного програмування в даний час реалі-аТСя в концепції мови Java, а ідеї, аналогічні ідеям "Ельбруса", в даний час лягли в основу розробленого фірмою Intel спільно з Hij процесора нового покоління - Merced. "Якщо ви подивитеся Merced, л практично така ж архітектура, що і в" Ельбрусі-3 ". Може бути, якісь деталі Merced відрізняються, і не в кращу сторону". І так, не дивлячись на загальну стагнацію, все ще можна було будувати і суперкомп'ютери. На жаль, далі з нашими комп'ютерами стало погано взагалі.

А адже сьогодні до числа традиційних макроекономічних показників, таких як ВВП і золотовалютні запаси) наполегливо прагне потрапити вий, екзотичний на перший погляд параметр - сумарна потужність комп'ютерів, якими розташовує країна. Найбільша питома вага комп'ютера.

З нашими комп'ютерами сталося те ж саме, що сталося з російською промисловістю. Ще п'ятнадцять років тому ці машини були унікальними монстрами, але тепер їх виробництво поставлено на потік.

"Спочатку комп'ютер створювався для складних обчислень, пов'язаних з ядерними і ракетними дослідженнями, - пише в журналі" Компанія "Аркадій Воловик. - Мало хто знає, що суперкомп'ютери допомогли зберегти екологічний баланс на планеті: в роки" холодної війни "комп'ютери моделювали зміни, що відбуваються в ядерних зарядах, і ці експерименти дозволили в підсумку супердержавами відмовитися від реальних випробувань атомної зброї. Так, потужний багатопроцесорний комп'ютер Blue Pacific компанії IBM використовується саме для симуляції випробувань ядерної зброї. Успіху переговорів з припинення ядерних випробувань насправді сприяли не дипломати, а комп'ютерники . Compaq Computer Corp. створює найбільший в Європі суперкомп'ютер на основі 2500 процесорів Alpha. Французька комісія з ядерної енергії буде використовувати суперкомп'ютер, щоб підвищити безпеку французьких арсеналів без проведення нових ядерних випробувань.

Не менш масштабні обчислення необхідні при проектуванні авіаційної техніки. Моделювання параметрів літака вимагає величезних потужностей - наприклад, для розрахунку поверхні літака потрібно обчислити параметри повітряного потоку в кожній точці крила і фюзеляжу, на кожному квадратному сантиметрі. Іншими словами, потрібно вирішити рівняння для кожного квадратного сантиметра, а площа поверхні літака - десятки квадратних метрів. При зміні геометрії поверхні все потрібно перераховувати заново. Причому ці розрахунки повинно бути зроблені швидко, інакше процес проектування затягнеться. Що стосується космонавтики, то вона почалася не з польотів, а з розрахунків. У суперкомп'ютерів тут величезне поле для застосування ".

У корпорації "Боїнг" розгорнуто суперкластер, розроблений компанією Linux NetworX і використовуваний для моделювання поведінки палива в ракеті Delta IV, яка призначена для запуску супутників різного призначення. З чотирьох взятих на розгляд кластерних архітектур "Боїнг" вибрала кластер Linux NetworX, оскільки він забезпечує прийнятну вартість експлуатації, а з обчислювальної потужності навіть перевершує потреби проекту Delta IV. Кластер складається з 96 серверів, заснованих на процесорах AMD Atlon/850 МГц, пов'язаних між собою за допомогою високошвидкісних Eternet-з'єднань.

У 2001 році корпорація IBM встановить для Міністерства оборони США в суперкомп'ютерному центрі на Гаваях 512-процесорний Linux-кластер обчислювальною потужністю 478 млрд операцій в секунду. Крім Пентагону кластер будуть використовувати також інші федеральні відомства і наукові установи: зокрема, кластер для прогнозування швидкості і напряму розповсюдження лісових пожеж. Система складатиметься з 256 тонких серверів IBM eServerx33O, що містять кожен по два процесори Pentium III. Сервери будуть пов'язані за допомогою механізму кластеризації, розробленого компанією "Мупсот".

Однак сфера застосування суперкомп'ютерів не обмежується ВПК. Сьогодні великими замовниками суперкомп'ютерів є біотехнологічні компанії.

"У рамках програми" Геном людини "IBM, - пише Воловик, - одержала замовлення на створення комп'ютера з декількома десятками тисяч процесорів. Втім, розшифровка генома людини не єдиний приклад використання комп'ютерів в біології: створення нових медичних препаратів сьогодні можливе лише з використанням потужних комп'ютерів Тому фармацевтичні гіганти змушені інвестувати значні кошти в обчислювальну техніку, утворюючи ринок для компаній Hewlett-Packard, Sun, Compaq. Ще не так давно створення нових ліків займало 5-7 років і вимагало значних фінансових витрат. Сьогодні ж ліки моделюються на потужних комп'ютерах, які не тільки "будують" препарати, а й оцінюють їх вплив на людину. Американські імунологи створили препарат, здатний боротися з 160 вірусами Ці ліки було змодельована на комп'ютері протягом півроку Інший спосіб його створення зажадав би декількох років роботи ".

А в Лос-Анжельской Національної Лабораторії всесвітня епідемія СНІДу була "прокручена" назад до її витоку. Дані про копії вірусу СНІДу були закладені в суперкомп'ютер, і це дозволило визначити час появи самого першого вірусу - 1930 рік.

У середині 1990-х років утворився інший великий ринок суперкомп'ютерів Цей ринок безпосередньо пов'язаний з розвитком Інтернету Обсяг інформації в Мережі досяг небачених розмірів і продовжує збільшуватися. Причому інформація в Інтернеті росте нелінійно Поряд із збільшенням обсягу даних змінюється і форма їх подачі - до тесту і малюнках додалися музика, відео, анімація. У результаті виникли дві проблеми - де зберігати всезростаючих обсяг даних і як скоротити час пошуку потрібної інформації.

Суперкомп'ютери застосовуються також у всіх областях, де необхідно обробити великі обсяги даних. Наприклад, в банкінгу, логістики, туризму, транспорту. Нещодавно "Compaq" уклала контракт з Міністерством енергетики США на постачання суперкомп'ютерів ціною 200 мільйонів доларів.

Хіронобу Сакагучі, президент компанії "Square", що виробляє комп'ютерні ігри, говорить '"Сьогодні ми готуємо фільм за мотивами своїх ігор. Square" обраховує "один кадр з фільму за 5 годин. На GCube ця операція займає 1 / 30 секунди". Таким чином, на новий рівень виходить процес медіа-виробництва: скорочується час роботи над продуктом, істотно знижується вартість фільму або гри

Високий рівень конкуренції змушує гравців знижувати ціни на суперкомп'ютери. Один з методів зниження ціни - використання в них безлічі стандартних процесорів Це рішення винайшли відразу кілька "гравців" ринку великих комп'ютерів. У результаті до задоволення покупців на ринку з'явилися серійні відносно недорогі сервери.

Дійсно, простіше розділити громіздкі обчислення на дрібні частини і доручити виконання кожної такої частини окремим недорогому серійно випускає процесори Наприклад, ASCI Red фірми Intel, ще недавно займав перший рядок у таблиці ТОР500 самих швидкодіючих комп'ютерів світу, складається з 9632 звичайних процесорів Pentium. Іншою важливою перевагою такої архітектури є її нарощуваність: шляхом простого збільшення числа процесорів можна підняти продуктивність системи Щоправда, з деякими застереженнями: по-перше, зі збільшенням числа окремих обчислювальних вузлів продуктивність зростає не в прямій пропорції, а дещо повільніше, частину часу неминуче витрачається на організацію взаємодії процесорів між собою, а по-друге - значно зростає складність програмного забезпечення. Але ці проблеми успішно вирішуються, а сама ідея "паралельних обчислень" розвивається вже не перший десяток років

"На початку дев'яностих років виникла нова думка, - пише в" Известиях "Юрій Ревич, - яка отримала назву мета-комп'ютингу, або" розподілених обчислень "При такій організації процесу окремі обчислювальні вузли вже конструктивно не об'єднані в один загальний корпус, а являють собою окремі самостійні комп'ютери. Спочатку малося на увазі об'єднувати в єдиний обчислювальний комплекс комп'ютери різного рівня наприклад, попередня обробка даних могла вироблятися на користувацької робочої станції, основне моделювання - на векторно-конвеєрному суперкомп'ютері, вирішення великих систем лінійних рівнянь - на масивно-паралельній системі, а візуалізація результатів - на спеціальному графічної станції. пов'язані високошвидкісними каналами зв'язку окремі станції можуть бути і одного рангу саме так влаштований зайняв тепер перший рядок у ТОР500 суперкомп'ютер ASCI White фірми IBM, який складається з 512 окремих серверів RS 6000 (комп'ютер, який обіграв Каспарова). Але справжній розмах ідея "розподілу" придбала із поширенням Інтернету. Хоча канали зв'язку між окремими вузлами у такій мережі важко назвати швидкодіючими, зате самих вузлів можна набрати практично необмежену кількість будь-який комп'ютер в будь-якому районі світу можна залучити до виконання завдання, поставленого на протилежному кінці земної кулі "

Вперше широка публіка заговорила про "розподілених обчисленнях" у зв'язку з феноменальним успіхом проекту пошуку позаземних цивілізацій SETI @ Home. 1,5 мільйона добровольців, що витрачають за свої гроші ночами електроенергію на благородну справу знаходження контакту з інопланетянами, забезпечують обчислювальну потужність 8 Тфлопс, що тільки трохи відстає від рекордсмена - згадуваний суперкомп'ютер

ASCI White розвиває "швидкість" 12 Тфлопс За визнанням директора проекту Девіда Андерсона, "одиночний суперкомп'ютер, рівний за потужністю нашого проекту, коштував би 100 мільйонів доларів, а ми створили це практично з нічого"

Ефектно продемонстрував можливості розподілених обчислень молодий студент-математик з США Колін Персіваль За 2,5 року він за допомогою 1742 добровольців з п'ятдесяти країн світу встановив відразу три рекорди у специфічному змаганні, метою якого є визначення нових послідовних цифр числа "пі" Раніше йому вдалося вирахувати п'яти і сорокатрілліонний знак після коми, а в останній раз йому вдалося встановити, яка цифра стоїть на квадрильйонні позиції

Коментарі:

Додати коментар
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.