Что такое суперкомпьютер? В настоящее время под этим понятием могут скрываться самые разнообразные вычислительные системы. По сути дела, массивные центры обработки данных Google и Amazon, которые обслуживают веб-сервисы интернет-гигантов, являются теми же суперкомпьютерами — крупные массивы серверов, которые работают для достижения общей цели. Если вы запустите облачный сервис Amazon, то сможете развернуть свой собственный виртуальный суперкомпьютер за считанные минуты.
Но крупные исследовательские организации вроде Аргоннской национальной лаборатории (Чикаго, США) до сих пор строят свои собственные суперкомпьютеры для выполнения огромного объема расчетов и моделирования. Сверхмощные вычислительные системы нужны ученым для исследований в области материаловедения, климатологии, сейсмологии и химии, разработки новейших технологий в энергетике и решения проблемы загрязнения окружающей среды.
Как выглядят суперкомпьютеры? В большинстве случаев они представляют собой вычислительные системы, состоящие из десятков тысяч микропроцессоров и тысяч гигабайт оперативной памяти, при этом отдельные блоки связаны вместе с помощью высокоскоростных каналов передачи данных.
Именно такую систему и создали специалисты Аргоннской национальной лаборатории при поддержке IBM. Суперкомпьютер под названием Mira на базе архитектуры Blue Gene/Q содержит около 50 тыс. вычислительных узлов (по 16 ядер с частотой 1.60 ГГц на узел) и 70 Пб дискового пространства. Кроме того, при строительстве Mira была примерена жидкостная система охлаждения. Мощность машины составляет 3945 кВт.
«Mira дает вам вычислительную мощность, которая эквивалентна производительности около 8 млн. планшетов iPad», говорит Сьюзан Колен, которая курировала проектирование и развертывание системы. «В нашем суперкомпьютере множество машин соединены с помощью чрезвычайно быстрой сети… и все эти машины могут работать вместе, чтобы мы могли проводить симуляции, которые невозможно осуществлять на небольших рабочих станциях».
Все еще не можете себе представить себе масштабность проекта? Мы упростим эту задачу. Timelapse-видеоролик продолжительностью в три минуты показывает весь процесс строительства суперкомпьютера Mira американскими специалистами. Стоит отметить, что в ноябре 2012 года машина стала четвертым по мощности суперкомпьютером на земле. Теперь она может выполнять 10 квадриллионов операций в секунду (иначе говоря, 10 петафлопс) – согласно официальным данным, полученным в ходе тестов.
Суперкомпьютер Mira состоит из 48 серверных шкафов. При весе около 2 тонн каждый шкаф содержит по 1024 серверных «узлов». Машина может одновременно анализировать данные при помощи 786432 крошечных кремниевых «мозгов», которые взаимодействуют с 768 тыс. гигабайтами оперативной памяти, и все это охлаждается водой, которая прокачивается через крошечные медные трубки и водоблоки.
Используемые в этом суперкомпьютере процессоры не отличаются от тех чипов, которые вы можете в настоящее время обнаружить в обычных серверах. Они сделаны именитыми чипмейкерами вроде Intel и AMD. Но объединены вычислительные кластеры внутри суперкомпьютера по-особому – для этой цели используется ультра-высокоскоростной канал передачи данных, разработанный по проприетарной технологии IBM. Кроме того, здесь используется весьма специализированное программное обеспечение, которое было разработано все той же IBM в тандеме со специалистами из Аргоннской национальной лаборатории.
Сколько все это стоит? Около 100 миллионов долларов США. Но даже если в вашем бумажнике не найдется аналогичной суммы, не расстраивайтесь — вы все еще можете создать свой суперкомпьютер. Просто он будет немного менее «супер».
