`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Секстиллион операций в секунду?

Статья опубликована в №49 (568) от 26 декабря

0 
 

По информации некоторых источников, сегодняшние профессиональные ПК по уровню быстродействия практически полностью соответствуют суперкомпьютерам 13-летней давности. Таким образом, очевидно, что исследование нынешнего состояния рынка высокопроизводительных вычислений - хороший способ спрогнозировать направление развития массовых компьютеров будущего.

Не так давно суперкомпьютеры преодолели рубеж производительности в один терафлопс, а уже не за горами достижение уровня петафлопс (квадриллион флопс, или 1015 операций с плавающей запятой в секунду), тогда как "теравычисления" станут уделом среднестатистического пользователя ПК...

Согласно различным оценкам, для задач аэродинамики хватит быстродействия в несколько петафлопс, для задач молекулярной динамики потребуется уже порядка 20 петафлопс, вычислительной космологии - фантастическая производительность на уровне 10 эксафлопс (один эксафлопс равен квинтиллиону, или 1018 флопс), а для задач вычислительной химии необходимы еще более мощные процессоры.

По мнению Стива Павловски (Steve Pawlowski), старшего заслуженного инженера-исследователя, а также главного директора по технологиям Intel, компьютеры с быстродействием, равным секстиллиону (число, изображаемое единицей с 21 нулем!) операций с плавающей запятой в секунду, появятся к 2029 г. А первые "петасуперкомпьютеры" - уже в 2008-2009 гг.

Стив Павловски считает, что проблемы и достижения современных суперкомпьютеров будут характерны для завтрашних настольных ПК. Растет рынок высокопроизводительных вычислений - его объем уже достиг 10 млрд долл., и в некоторых секторах ежегодный рост продаж превышает 30%.

Шестьдесят лет назад ламповый компьютер ENIAC, считавшийся технологической вершиной в области высокопроизводительных вычислений, имел всего 20 ячеек оперативной памяти. В середине 60-х появился суперкомпьютер CDC 6600, быстродействие которого достигло 9 мегафлопс. И только в 1997 г. суперкомпьютер ASCII Red, содержавший 9298 процессоров Intel Pentium Pro, вышел на уровень в один терафлопс.

По мнению Стива Павловски, для достижения уровня "петавычислений" с помощью современных технологий повышения производительности полупроводниковых микросхем потребуется создание процессора со 100 тыс. вычислительных ядер. Для практической реализации таких систем придется существенно повысить плотность размещения ядер на кристалле. Сегодня ведутся активные споры по поводу архитектуры будущих компьютеров - что лучше: множество небольших ядер, оптимизированных для ускорения параллельных вычислений, или несколько более крупных, предназначенных для ускорения последовательных вычислений? Склоняясь к первому пути развития, исследователи понимают, что ставят перед собой трудоемкую задачу перевода софтверной индустрии на рельсы параллельного программирования...

Еще одна проблема - организация соединений вычислительных ядер между собой. Соединения с помощью общей шины занимают меньше места, обладают высокой пропускной способностью и хорошо масштабируются, но неэффективны по энергопотреблению. "Кольцевое" соединение ядер страдает другим недостатком - низким уровнем масштабируемости при увеличении числа ядер. Еще один вариант - матричная архитектура, когда все ядра связаны между собой через цепочку соседних.

"Нам придется также искать более экзотические технологии передачи данных, - считает г-н Павловски. - По нашим расчетам, для работы "петапроцессоров" потребуется память с пропускной способностью около 500 Gbps". Следующий важнейший аспект функционирования "петакомпьютеров" - быстродействие системы ввода/вывода. Ученые Intel сейчас работают над тем, чтобы обеспечить скорость передачи данных до сотен GВps.

Исследователи также не исключают возникновения совершенно неожиданных трудностей, связанных с... космическими лучами. В "петапроцессорах" с высокой интеграцией вычислительных элементов будут использоваться столь малые транзисторы, что на них станут оказывать влияние энергичные частицы космических лучей, способные при попадании в транзистор вызвать случайный сбой данных. По мере повышения плотности размещения транзисторов на кристалле количество таких случайных сбоев будет быстро расти.

На осеннем Форуме Intel для разработчиков в Сан-Франциско был представлен прототип процессора с 80 ядрами (возможно, он появится уже в 2010 г.), который потенциально сможет обеспечить производительность уровня терафлопс для настольных компьютеров.

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT