(Октябрь 2003)
Суперкомпьютер, который оказался настолько хорош, что его отобрали у родителей еще до официального рождения – и спрятали ото всех подальше.
Голоса в пустоте
За несколько последних недель (осени 2003) в бескрайнем потоке пресс-релизов от компьютерных фирм промелькнула пара любопытнейших документов, на которые пресса не обратила абсолютно никакого внимания. Столь полное и дружное молчание СМИ представляется явно несправедливым, особенно если учесть, что за документами этими на самом деле стоит намного более значительная, по-детективному закрученная история.
Первый из проигнорированных пресс-релизов выпущен калифорнийской компанией Irvine Sensors, сообщившей о разработке и демонстрации “полного упакованного компьютера” (Complete Stacked Computer), ужатого до объема 1/2 кубического дюйма (платформа площадью 1 кв. дюйм и высотой пол-дюйма).
О микрокомпьютерах, встраиваемых в наручные часы, пресса уже сообщала неоднократно, однако то, что удалось сделать Irvine Sensors с помощью своей фирменной технологии упаковки чипов Neo-Stacking, не делал точно еще никто.
В данном случае в комплект вошли интеловский 206-мегагерцевый процессор StrongARM SA-1110, его сопроцессор SA-1111, чип с перепрограммируемой логикой Xilinx Coolrunner, 256 Мб загрузочной флэш-памяти Intel StrataFlash, 1 Гб оперативной памяти Micron SDRAM, 8 Гб твердотельного ЗУ на основе 16 чипов флэш-памяти Samsung.
Плюс массив необходимых для полноценной работы резисторов и конденсаторов, а также множество самых разных интерфейсных портов для подключения монитора, клавиатуры и прочей периферии: USB, UART, IrDA, SSP, PS/2, аудио/видео и проч. Работает все это хозяйство под управлением “стандартной операционной системы”, позволяющей использовать широко доступное коммерческое ПО.
Поскольку фирма Irvine Sensors, существующая с 1974 года, уже очень давно страдает от недостатка внимания прессы, президент компании Джон Карсон даже в релизе отметил, что “за последнее время в индустрии наблюдались анонсы и намного менее впечатляющих достижений, поэтому мы полагаем своевременным привлечь внимание мира к нашей технологии”…
Увы, внимание мира не удалось привлечь и на этот раз, судя по тотальному отсутствию реакции прессы за прошедший с момента публикации месяц.
Чтобы хоть отчасти объяснить столь удивительное равнодушие к Irvine Sensors и ее выдающейся технологии упаковки чипов, обратимся к пресс-релизу совсем другой компании, на первый взгляд никакого отношения к первой не имеющей.
Но при этом столь же несправедливо обделенной вниманием СМИ к своей безусловно неординарной разработке. Речь идет о небольшой английской фирме Aspex Technology, много лет безуспешно продвигающей на рынок массивно-параллельную (SIMD) процессорную архитектуру собственной разработки — “ассоциативный стринг-процессор Linedancer”.
В совсем недавнем, сентябрьском пресс-релизе Aspex извещается о создании нового программируемого микропроцессора Linedancer-HD, предназначенного для обработки изображений высокой четкости, и на этот раз содержащего 8192 “ассоциативных процессорных элемента” с рабочими частотами до 400 МГц.
Заметим, что даже предыдущий, двухлетней давности 266-мегагерцевый чип Linedancer, содержавший 4096 “элементарных процессоров”, представлял собой нечто выдающееся — полностью программно, на C/C++ управляемая архитектура, легко масштабируемая и в разы превосходящая по быстродействию остальные, намного более дорогие решения аналогичного класса — заказные микросхемы (ASIC) и чипы перепрограммируемой логики (FPGA).
Но почему-то впечатляющие достоинства этого высокопроизводительного и одновременно сравнительно дешевого процессора вполне очевидны лишь для самой Aspex, руководство которой в 2000-м году уверенно обещало “скорое и повсеместное распространение” своей технологии и скромно претендовало к 2002-году примерно на 10% от 15-миллиардного рынка широкополосных (ADSL) и беспроводных (3G) коммуникаций.
Ныне уже понятно, что никакого покорения рынка не произошло. О фирме Aspex никто как и прежде знать не знает, а нынешнее позиционирование нового чипа Linedancer-HD как технологии обработки изображений, а не высокоскоростных телекоммуникаций, — это очевидное свидетельство перепрофилирования компании.
Подобных историй в индустрии случается каждый день по дюжине, однако Aspex — случай особый. Хотя бы по той причине, что ресурсоемкой обработкой графики, задачами трехмерной визуализации и объемного моделирования здесь занимаются давным-давно, причем весьма успешно. Но только это о-очень большая тайна (неразрывно связанная, заметим, с корпорацией Irvine Sensors и военно-промышленным комплексом США).
Ложь, ложь и снова ложь
Если сегодня кто-то попытается установить, что же представляет собой фирма Aspex Technology, то наткнется на трехэтажную ложь, завуалированную двусмысленными формулировками.
Вот тому типичный пример — подробный профиль компании из каталога стартапов специализированного издания Semiconductor Times, February 2002, Vol 7 Issue 2. Там читаем: “Джон Ланкастер, Анаргирос Крикелис и Иэн Яловецки основали Aspex в ноябре 1999 года, чтобы стать ведущим поставщиком высокопроизводительных процессоров для коммуникационных приложений на рынках DSL и 3G…”.
В действительности же фирма эта вовсе не стартап, поскольку создана она почти 20 лет назад — в середине 1980-х, всего года на три позже Sun Microsystems, к примеру. И называлась она тогда, кстати, похоже — Aspex Microsystems. Учредили ее в ту пору действительно три перечисленных человека, но — и это очень существенное умолчание — под руководством четвертого, Р. Майка Ли.
Все эти люди работали в университете Brunel (г. Аксбридж, графство Мидлэсекс) и организовали свою фирму для коммерческого продвижения перспективной разработки Майка Ли — “ассоциативного стринг-процессора сверхбольшой интеграции” или кратко VASP-чипа (от Very large scale integration Associative String Processor).
Если заглянуть еще раз в профиль компании из Semiconductor Times, то прочтем, что “Linedancer (VASP-4096) — это первый из серии процессоров Aspex”. И это вранье, ибо к 1998 году в истории фирмы уже были созданы и 256-, и 512-, и 1024-элементные чипы.
Причем в 1990-е годы эти разработки весьма активно и успешно внедрялись в практические приложения — но только в США, причем в военно-космической области. Именно это обстоятельство, судя по всему, и стало причиной безвременной кончины Aspex Microsystems в 1999 году и труднообъяснимого иначе рождения “стартапа” Aspex Technology безо всякой благородной родословной и каких-либо связей с американским ВПК.
Сокрушительный успех
К середине 1990-х годов у Aspex установились крайне плодотворные деловые отношения с американской корпорацией Irvine Sensors (ISC), разработавшей весьма специфический процесс трехмерной (3D) упаковки кремниевых чипов, обеспечивающий очень плотные и быстрые межсоединения.
Первоначально технология была изобретена в ISC для микросхем памяти, получила названия Chip-stacking или Cubing, и разрабатывалась по контрактам НАСА и министерства обороны США. Технология “кубирования” оказалась для военных на редкость хороша — обеспечивала увеличение скоростей обработки, а также резко снижала размеры чипов при одновременном уменьшении энергопотребления и веса.
Весьма успешные итоги работы ISC по заказу НАСА привлекли внимание корпорации IBM, увидевшей в 3D-упаковке памяти большие коммерческие перспективы. Итогом сотрудничества IBM и Irvine Sensors стал их совместный “Центр разработки процесса кубирования” (Cubing Process Development Center при заводах IBM Essex Junction, штат Вермонт), начавший выпуск “коротких стеков” упакованной DRAM-памяти в 1994 году (www.sti.nasa.gov/tto/spinoff1996/57.html).
А чуть позже произошло и самое интересное для нас событие, когда в Irvine Sensors появилась технология трехмерной искусственной нейросети 3DANN (3D Artificial Neural Network) и родилась идея упаковывать в плотные кубики десятки VASP-процессоров Aspex, имеющих вполне подходящие для 3DANN характеристики.
Расчеты показывали, что есть шанс создать терафлопсный суперкомпьютер размером примерно с обычную рабочую станцию. Заказчик на подобный проект нашелся быстро, и в июле 1996 г. одним из специализированных изданий (Electronic News) было дано краткое сообщение, что между корпорацией Irvine Sensors и НИИ Военно-морских сил США (Office of Naval Research, ONR) заключен 18-месячный контракт на разработку “трехмерного (3D) VASP-пакета” на основе имеющихся в продаже процессорных чипов.
Цель проекта — разработка массивно-параллельного процессорного модуля, позволяющего достигать тераопсной (триллионы операций в секунду) производительности, находясь в пределах стоимости и физических ограничений коммерческих рабочих станций. Стоимость контракта между Irvine Sensors и ONR на эту чудо-машину, заметим, составляла смехотворные 750 тысяч долларов.
Проект был сугубо военный, больше о нем никто не сообщил. Но, судя по всему, процесс разработки прошел вполне успешно, поскольку весной 1998 года в неофициальном, но весьма авторитетном и широко цитируемом “Списке наиболее мощных компьютерных центров мира” (так называемый список Гюнтера Арендта) солидное третье место занял НИИ ВМС США в г. Арлингтон, штат Вирджиния, с двумя своими машинами Irvine 3D VASP суммарной производительностью 2 терафлопса. Чуть позже эти же машины стали фигурировать в перечне под названием Irvine NPM Cube.
Со стороны было весьма странно наблюдать, как о столь выдающемся технологическом достижении не сообщило тогда ни одно компьютерное издание мира — ведь суперкомпьютеры терафлопсной производительности в те времена только-только начали появляться и занимали (да и сейчас занимают) залы размером примерно с баскетбольную площадку. А тут рабочая станция…
Но самое удивительное началось впоследствии.
Чудеса дематериализации
Очень скоро, в конце 1998 года, и без каких-либо широковещательных деклараций, линию производства процессорных модулей 3D VASP у компании Irvine Sensors выкупил близкий партнер и богатый инвестор, корпорация IBM.
Пресс-релиз об этом событии повисел на сайте Irvine Sensors всего несколько месяцев, после чего пропал. Примерно тогда же, в начале 1999 года, необычные терафлопсные суперкомпьютеры Irvine 3D VASP (а также и сам Office of Naval Research) напрочь исчезли из списка Гюнтера Арендта. Вскоре и на сайте Irvine Sensors не осталось вообще никакой информации о совсем недавнем и столь многообещающем проекте по пакетированию процессоров VASP.
А в ноябре 1999 года произошла поразительная метаморфоза с Aspex Microsystems: “рождение” под новым именем Aspex Technology, “новые-старые” фамилии основателей без отца архитектуры VASP Майка Ли (он оставил пост исполнительного директора фирмы и целиком обратился к преподаванию в университете Brunel), изъятие в документах и на сайте самого термина VASP с заменой его на новые слова, обозначающие то же самое по сути, — “архитектура ASProCore” и “первый чип компании” Linedancer.
Короче говоря, в результате этих решительных и явно согласованных усилий было сделано так, что никаких следов-документов о революционной совместной разработке Irvine Sensors и Aspex в Интернете практически не осталось.
В отдельных местах, правда, сохранились еще кое-какие старые документы, упоминающие большие планы военных на использование высокопроизводительных 3D-стек-чипов Irvine Sensors в инфракрасных датчиках и системах наведения-опознания противоракетной обороны (1997 Space And Missile Defense Technologies Army Science and Technology Master Plan; The 2000 Ballistic Missile Defense Applications Report).
Но все это без какого-либо упоминания VASP (это слово применительно к процессорам вычищено почти тотально). Кроме того, на сайте НАСА даже в обычной заметке о передовой технологии 3DANN на всякий случай изъято название ее разработчика и не помещен, как положено в галерее иллюстраций, снимок высокого разрешения.
Генетическая идентификация
Скорее всего, теперь уже и не узнать, что именно посулил Пентагон (или кто-то еще?) за “аборт и молчание” небогатым родителям — небольшой корпорации Irvine Sensors и совсем маленькой (25 человек) фирмочке Aspex. Но вполне очевидно, что радужные надежды этих фирм на близкую славу и успех без их чудо-ребенка — Irvine 3D VASP — так и не оправдались.
Зато корпорация IBM вскоре после покупки у Irvine линии 3D VASP (и всего через пару-тройку недель после “перерождения” Aspex), в начале декабря 1999 года объявила о запуске весьма амбициозного 100-миллионного проекта Blue Gene — за пять лет, к 2004 году построить петафлопсный (1015 операций в секунду) суперкомпьютер для моделирования процессов сворачивания белка.
Согласно закону Мура столь выдающийся вычислительный рубеж обычные кремниевые процессоры обещали достичь лишь где-то лет через десять, и для столь ощутимого обгона традиционных темпов роста требовалось предложить какую-то новую, революционную архитектуру.
Однако в IBM элегантно ушли от разъяснений особенности чудо-процессоров, положенных в основу Blue Gene, скромно отметив лишь, что в новой архитектуре “нет ничего экзотического — она целиком опирается на старую добрую технологию кремниевых чипов, которая просто примерно на поколение опережает нынешние процессы массового производства”…
О специфических особенностях нового производственного процесса можно было судить только по косвенным данным. Известно, например, что в рамках проекта Blue Gene неким хитрым образом в одну микросхему плотно упаковывается 32 гигафлопсных процессора вместе с DRAM-памятью (объявленный в 2000-м году чип Linedancer-4096, кстати говоря, имеет производительность 1 гигафлопс), а 64 таких чипа помещаются на единую системную плату размером 60х60 см.
Нехитрая арифметика показывает, что лишь 1 такая плата должна обладать производительностью в 2 терафлопса. Чем-то знакомым веет от всех этих цифр…
Как известно, во всех пресс-релизах IBM, посвященных проекту Blue Gene, ни словом не упоминаются ни Irvine Sensors, ни Aspex Technology. Ничем закончились и мои собственные, предпринятые года два назад, попытки связаться с разработчиками IBM и непосредственно у них, по-простому, уточнить особенности происхождения терафлопсных системных плат. Неведомо откуда всплывшего русского журналиста с настырными вопросами просто проигнорировали.
Но годы идут, в IBM продолжают темнить, и ныне, по прошествии четырех (из отведенных пяти) лет уже ясно — что-то в проекте Blue Gene пошло сильно не так. В мае 2003-го стало известно, что выделенные изначально 100 миллионов долларов уже давно перерасходованы, также давно запущен и движется к финишу альтернативный 200-терафлопсный проект Blue Gene/L на базе традиционных процессоров IBM PowerPC, а вот чудо-чипов для петафлопсного компьютера в наличии как не было, так и не появилось.
Лишь совсем недавно, в июле, директор IBM Deep Computing Institute сообщил, что чипы для петафлопсной машины “вот-вот” появятся. Пресс-релиза по этому поводу, правда, не замечено. Зато отмечено интересное совпадение.
Почти одновременно с обещанием IBM (несколькими неделями позже) компания Aspex Technology, никогда не имевшая собственных производственных мощностей, объявила, что получила заказы на Linedancer и лицензировала свою фирменную технологию массивно-параллельных процессоров некоему неназванному “изготовителю чипов”.
Нынешний исполнительный директор Aspex Пол Гринфилд довольно туманно поведал, что процессоры Linedancer будет теперь изготовлять их “большой брат”, получивший к тому же OEM-лицензию на перепродажу чипов под своим собственным именем. В обмен же Aspex получает доступ к производственным линиям “брата” и к его интеллектуальной собственности. Имя своего таинственного благодетеля компания пообещала назвать, как она надеется, месяца через два, т.е., надо понимать, в октябре текущего года.
Ничего не сказала рыбка…
Позволит загадочный “брат” раскрыть свое имя или нет — пока неясно. Не исключено, что завеса тайн так и будет окружать всю эту историю. А потому при подготовке данного материала я решил связаться непосредственно с профессором Майком Ли, благо он, с одной стороны, вроде как давно уже не при деле, а с другой стороны просто не может не знать, что там происходило в действительности вокруг Irvine 3D VASP и Blue Gene.
К моему, честно говоря, удивлению господин Ли ответил на первый же краткий запрос практически моментально — в тот же день. Ответ его, правда, оказался весьма скупым на подробности и практически неинформативным (по сути дела, он лишь вежливо поинтересовался, что мне вообще известно о Irvine 3D VASP).
Относительно же моих предположений о прозрачной связи между сворачиванием совместного терафлопсного проекта Irvine Sensors / Aspex Microsystems и последующим запуском программы Blue Gene профессор Ли выразился так: “Ваши построения выглядят интригующе, но, вероятно, они безосновательны”.
Тогда мне пришлось “обосновать”: развернуть аргументацию и подробно рассказать то, что известно — и о тотальном молчании прессы про Irvine 3D VASP, и об изъятии в Интернете всех страниц с информацией о пакетировании процессоров Aspex, и вообще об отсутствии содержательных упоминаний о технологии VASP (даже на сайте университета Brunel, где она рождалась). Ну и о весьма похожих характеристиках аппаратной части Blue Gene, естественно.
Ничего не ответил на это профессор. Две недели, считай, уже молчит…
The End
PostScriptum из 2013
Профессор Ли так и не вышел на связь с российским журналистом – ни через пять недель, ни через пять месяцев. Через пять лет, правда, в 2008 корпорация IBM объявила, что она решила таки проблемы перегрева со своими 3D-процессорами – с помощью системы микроканалов для внутреннего жидкостного охлаждения чипов. Но это уже совсем другая история.
А компании-родители терафлопсной рабочей станции Irvine 3D VASP так больше и не сумели подняться к вершинам успеха. Aspex Technology весной 2004 опять поменяла название – теперь на Aspex Semiconductors, несколько лет держалась на плаву за счет небольших контрактов и помощи инвесторов, а в 2012 ее со всеми потрохами поглотил скандинавский гигант, концерн Ericsson.
Что же касается Irvine Sensors, то и у них бизнес с чипами дальше как-то не задался, пришлось перепрофилировать компанию на компьютерную безопасность – и в 2010 году фирма под таким названием исчезла, далее существуя уже как корпорация ISC8, занятая совсем другими задачами.
В общем, по всем статьям грустная история получилась…
kiwi arXiv 