Поделиться
Суперкомпьютеры смогут самоконфигурироваться
Экспериментальный суперкомпьютер, способный самостоятельно изменять собственную конфигурацию, создается в Шотландии. В основе суперкомпьютера — уже не обычные микропроцессоры, а так называемые «программируемые матрицы ключей», или «программируемые логические матрицы» FPGA (Field Programmable Gate Array). Суперкомпьютер на их базе будет существенно компактнее обычного — он уместится в корпусе размером с четыре системных блока ПК. Конфигурацию устройств FPGA можно менять программным образом, что дает возможность «настраивать» вычислительную систему для решения конкретной задачи — в отличие от микропроцессоров, которые представляют собой вычислительные устройства с жесткой, раз и навсегда заданной конфигурацией. Каждый чип FPGA включает блок программируемой логики, позволяющей менять схемотехнику устройства.По мнению разработчиков из центра параллельных вычислений Эдинбургского университета (Шотландия), суперкомпьютер на основе FPGA при одинаковых размерах будет мощнее и эффективнее обычного. С появлением удобных средств для программирования реконфигурируемых суперкомпьютеров можно ожидать появления уже в ближайшем десятилетии компактных и потребляющих немного энергии суперкомпьютеров нового типа.
Обычные микропроцессоры не только обладают невысокой эффективностью при решении определенных задач — они еще и стремительно усложняются. Все это ведет к тому, что суперкомпьютеры на их основе потребляют многие киловатты электроэнергии и требуют обеспечения эффективного охлаждения.
«Всем, кто имеет дело с суперкомпьютерами, необходимо искать замену микропроцессорам», — утверждает Марк Парсонс (Mark Parsons) из Эдинбургского университета. Чипы FPGA после приведения их конфигурации в соответствие решаемой задаче при меньших размерах работают быстрее и потребляют меньше энергии.
Как сообщает журнал New Scientist, ученые и инженеры из Эдинбургского центра параллельных вычислений работают над созданием компьютера производительностью 1 терафлоп, который будет включать 64 вычислительных модуля на основе FPGA. По меркам современных суперкомпьютеров, производительность которых достигает сотен терафлоп, это весьма посредственный показатель. Однако будущий суперкомпьютер на основе FPGA будет потреблять лишь 1% энергии, требуемой суперкомпьютеру стандартной архитектуры с той же производительностью. Кроме того, он будет существенно компактнее обычного суперкомпьютера — если стандартному требуется отдельное помещение, то суперкомпьютер на основе FPGA уместится в корпусе размером с четыре системных блока ПК. Тем не менее, его создателям предстоит решить массу непростых задач.
«Никто прежде не строил больших суперкомпьютеров на основе таких чипов, — подчеркивает
«Речь идет о потрясающе эффективном вычислительном механизме, — соглашается с ним Эллан Кэнтл (Allan Cantle), исполнительный директор компании Nallatech, разрабатывающей средства программирования для FPGA. — Но основная проблема — это разработка технологии, которая позволит программировать их».
Аппаратное обеспечение вычислительной системы на основе FPGA программировать сложнее, чем обычные компьютеры на основе микропроцессоров, поскольку необходимо не только обеспечить решение самой задачи, но и организовать внутреннюю архитектуру системы наилучшим образом. Решение этой задачи ищут члены альянса FHPCA (FPGA High Performance Computing Alliance), образованного Эдинбургским центром параллельных вычислений и рядом компаний, работающих в этой области.
Как только машина из 64 вычислительных модулей нового типа начнет работать, ее конструкторы попытаются перевести ряд существующих программ для суперкомпьютеров на новую аппаратную базу. «Если это удастся, мы получим продукт, пригодный для решения широкого круга задач», — резюмирует
Создание суперкомпьютера с низким энергопотреблением, который можно подключать к обычной бытовой электрической сети — одна из задач, стоящих перед разработчиками. По мнению экспертов, решение этой проблемы откроет суперкомпьютерам путь на массовый рынок, что, в свою очередь, будет способствовать существенному расширению области их применения. Значительного успеха в этом удалось достичь американской компании Orion Microsystems — она представила в минувшем году персональные и недорогие настольные суперкомпьютеры Orion Cluster Workstation, которые можно подключать к обычной электрической розетке.
Короткая ссылка
