Суперкомпьютеры XXI века
Рост производительности компьютеров пока подчиняется феноменологическому закону Г.Мура, который гласит, что производительность компьютеров увеличивается в два раза каждые 18 месяцев. В ХХ веке этот закон был применим и к быстродействию (тактовой частоте) микропроцессоров. Сегодня возможности увеличения тактовой частоты исчерпаны, но рост производительности продолжается за счет увеличения числа процессоров в суперкомпьютерах и серверах, а также построения многоядерных персональных компьютеров. При этом справедливость закона Мура сохраняется в отношении степени интеграции СБИС.
Рис. 1. Общий вид и стойка суперкомьютера IBM BlueGene/L
В табл. 1 приведены сведения о лидерах мирового списка Top500 наиболее производительных компьютеров мира. Этот список публикуется два раза в год, официальная страница Top500 находится по адресу http://www.top500.org/. Данные табл. 1 подтверждают рост производительности по показательному закону. В ноябрьских списках 2004-2007 годов первое место занимал суперкомпьютер BlueGene/L (рис. 1), включающий более 16 тысяч процессорных модулей (рис. 2), каждый из которых состоит из четырех двухпроцессорных СБИС.
Таблица 1
Год | Компьютер | Максимальная производительность, Tflop/s | Число процессоров |
Intel ASCI Red | 2,4 | ||
IBM ASCI White | 4,9 | ||
IBM ASCI White | 7,3 | ||
NEC Earth Simulator | 35,9 | ||
NEC Earth Simulator | 35,9 | ||
IBM BlueGene/L | 70,7 | ||
IBM BlueGene/L | 136,8 | ||
IBM BlueGene/L | |||
IBM BlueGene/L | 478.2 | ||
IBM Roadrunner | |||
Cray XT5-HE | |||
Tianhe-1A | |||
SPARC64 VIIIfx 2.0GHz |
Лидер июньского 2008 г. списка — суперкомпьютер IBM Roadrunner BladeCenter QS22/LS21 Cluster, построенный напроцессорах Opteron 1.8 ГГц и PowerXCell 3.2 ГГц с межстоечными связями на основе Infiniband. Компьютер занимает приблизительно 12,000 1100 м2 и весит 226 тонн. Энергопотребление — 3,9 MВт. Цена 133 млн долларов.
Рис. 2. Модуль с восемью процессорами
Лидер списка TOP500 июня 2010 г. - суперкомпьютер Jaguar - Cray XT5-HE, построенный на 224 тысячах процессоров Opteron с тактовой частотой 2.6 ГГц, имеет производительность 1,76 Pflops.
Самый мощный компьютер, имевшийся в России к ноябрю 2007 г., — Cluster Hewlett-Packard BL460c на 3760 микропроцессорах Xeon, производительность 33,8 Tflop/s, занимал 33 место в списке Top500. Установлен в Объединенном суперкомпьютерном центре. В июне 2008 г. он был отодвинут на 56-е место.
Лучший в России компьютер на 2008 г. — СКИФ Т60, установленный в МГУ, занимал в списке Top500 36-е место с производительностью 47 Tflop/s (рис. 3). Его характеристики:
· Пиковая производительность 60 TFlop/s
· Производительность на Linpack 47.04 TFlop/s (78.4% от пиковой)
· Число процессоров/ядер в системе 1250 / 5000
· Модель процессора Intel Xeon E5472 3.0 ГГц
· Объём оперативной памяти 5.5 Тбайт
· Дисковая память узлов 60 Тбайт
· Число стоек всего/вычислительных 42 / 14
· Число блэйд-шасси/вычислительных узлов 63 / 625,
Все узлы в СКИФ Т60 связаны тремя независимыми сетями:
· Системная сеть: InfiniBand DDR (Mellanox ConnectX), (Fat Tree: 6x144 порта; латентность на уровне MPI: 1.3-1.95 мкс; скорость обмена на уровне MPI: 1540 Мбайт/с);
· Вспомогательная сеть: Gigabit Ethernet (2x(336 портов+4x10G) + 2x(48 портов+4x10G) + 24x10G);
· Управляющая сеть: СКИФ-ServNet+IPMI.
Другие характеристики:
· Общая занимаемая площадь 96 м2;
· Общий вес 30 т ;
· Номинальное энергопотребление компьютера 330 кВт;
· Общее энергопотребление комплекса 720 кВт.
Рис. 3. СКИФ Т60
К июню 2010 г. лидером среди отечественных суперкомпьютеров стал "Ломоносов", установленный в вычислительном центре МГУ. Он занимает 13 место в Top500. Его производительность 0,35 Pflops.
Помимо суперкомпьютинга, рост вычислительных мощностей для реализации сложных ресурсоемких приложений обеспечивается в GRID-технологиях. Это технологии распределенных вычислений, основанные на рациональной загрузке ресурсов и/или совместном использовании распределенных ресурсов вычислительных сетей.
GRID-технологии можно трактовать как способы создания сверхмощных виртуальных суперкомпьютеров, которые могут превосходить реальные суперкомпьютеры по показателям производительности, масштабируемости, доступности при существенно меньших затратах средств. Создание GRID-систем подразумевает прежде всего стандартизацию в области учета и доступа к ресурсам, обеспечения требуемого качества и безопасности обслуживания.
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 1067;