Архив рубрики: Суперкомпьютеры

Новый поворот

(Июль 2012)

Индустрия высокопроизводительных вычислений, занятая созданием суперкомпьютеров и их приложениями в самых разных областях жизни, ныне приближается к критично важному рубежу своего развития.

petaflops

В июне этого (2012) года германский город Гамбург на время становится мировой столицей суперкомпьютерных вычислений – как место проведения главного форума отрасли, International Supercomputing Conference или кратко ISC’12.

По давно уже заведенной традиции, в рамках этой конференции публикуется Top500 – очередной рейтинговый список наиболее мощных компьютерных систем планеты. А на живых примерах из нового «перечня самых-самых» попутно обсуждаются ключевые проблемы и тенденции развития в этой очень горячей области инфотехнологий. Лидирование в которой считается делом престижа среди наиболее продвинутых индустриальных держав мира.

Конференция нынешняя, однако, помимо традиционных элементов программы, содержит в себе и еще нечто такое, что существенно выделяет ее среди всех предшествовавших мероприятий подобного рода.  Несколько преувеличивая – для драматизма картины –  значимость происходящего, можно расценивать ISC’12 как своего рода историческую веху, отмечающую начало заката целой технологической эпохи –  эпохи кремниевых чипов. По крайней мере, в суперкомпьютерных вычислениях.

Если же сосредоточиться не на исторической важности момента, а на технической сути происходящего, то речь тут идет вот о чем.
Читать далее Новый поворот

Двигаясь к петафлопсам

(Январь 2004)

О проектах суперкомпьютеров производительностью порядка квадриллионов операций в секунду.

0-htmt

Игрушки для взрослых

Будущее наступает незаметно. Поначалу в романах писателей-фантастов стандартным клише становится сюжет про гениальных детишек-хакеров, которые проникают в суперсекретные базы данных и военные наступательные/оборонительные системы, превращая свой домашний компьютер в грозное оружие.

А затем вдруг неожиданно выясняется, что в жизни реальной вполне рядовая игровая приставка подлежит суровым экспортным ограничениям в таких странах, как США или Япония, поскольку по действующему законодательству это вовсе даже не игрушка, а мощнейший компьютер, в руках врагов представляющий угрозу для национальной безопасности ведущих на планете держав.

С одной стороны, это, конечно, признак неповоротливости политиков, явно не поспевающих с коррекцией законодательства за стремительной поступью технологического прогресса. Так, еще в 2001 году весьма влиятельный в вашингтонских коридорах власти Центр стратегических и международных исследований (ЦСМИ, куда входят многие бывшие министры и главы разведслужб) подготовил специальный доклад, настоятельно рекомендующий Конгрессу США отказаться от контроля за экспортом высокопроизводительных компьютеров.

В этом докладе отмечено, что попытки наложения ограничений на экспорт вычислительной техники не только пагубно сказываются на развитии национальной промышленности, но и совершенно утратили ныне смысл, поскольку совершенно рядовой ноутбук превосходит по вычислительной мощности суперкомпьютеры 10-летней давности.

Строгие экспортные ограничения, принятые в США еще в давние годы Холодной войны, ранжируют компьютеры по миллионам теоретических операций в секунду или «мегатопсам» (MTOPS). Насколько подобный подход стал абсурден к началу 2000-х годов, демонстрируют хотя бы такие примеры.

С формальной точки зрения в условиях принятых законом ограничений запрещенным к зарубежным продажам оказалась детская, по сути дела, игрушка – игровая приставка PlayStation 2.

01-f-22-raptor

При этом F-22, один из наиболее продвинутых истребителей американских ВВС, в своё время был разработан с помощью суперкомпьютера Cray производительностью 958 MTOPS, что в 2001 году составляло примерно четверть производительности тогдашних процессоров Pentium III, находившихся в массовом производстве.

С другой стороны, опасения политиков и даже их попытки наложить запрет на свободные продажи компьютерной техники массового потребления можно если не понять, то хотя бы объяснить, если учесть, насколько легко собирается ныне мощный по всяким меркам суперкомпьютер.

Например, в мае 2003 года американские инженеры Национального центра суперкомпьютерных приложений при университете Иллинойса практически «влет» собрали Linux-кластер производительностью порядка половины терафлопса (т.е. 500 000 миллионов или полтриллиона операций в секунду). Столь мощный кластер был собран всего из 70 игровых приставок Sony PlayStation 2, приобретенных в магазине по розничной цене менее 200 долларов за штуку (arrakis.ncsa.uiuc.edu/ps2/).

02-ps2
Суперкомпьютерный кластер из PlayStation 2

На выбор конструкторов повлияли и заманчивая цена консоли, и ее весьма шустрый 128-битный процессор Emotion Engine, обеспечивающий 6,5 миллиардов операций в секунду. Кроме того (что самое, пожалуй, главное), Sony продает для PS2 специальный Linux-модуль, включающий поддержку высокоскоростного сетевого подсоединения и жесткого диска.

В итоге все закупленное оборудование по сути дела «с колес» заработало со стандартным сетевым коммутатором от Hewlett-Packard, а основное время сборки ушло на извлечение многих десятков игровых приставок из индивидуальной пластиковой упаковки.

Читать далее Двигаясь к петафлопсам

Сюрпризы квантовой топологии

(Ноябрь 2015)

Топологический квантовый компьютер пока что никто сделать не сумел. Но суть идей в основе этой концепции необычайно красива, а практические успехи на пути её освоения уже несомненны. Так что в итоге наверняка все должно получиться.

0.Quantum-Topology

В принципе, данный материал вполне можно было бы озаглавить «Другая Физика». Потому что весь набор результатов, получаемых в процессе освоения области «топологические квантовые вычисления» – это, по сути дела, тихая-незаметная и одновременно великая научная революция.

Если приглядеться, то на данном направлении буквально каждый шаг – от истории зарождения и вплоть до новейших достижений –  хотя бы чуть-чуть (а порою существенно) изменяет и переворачивает устоявшиеся научные представления об устройстве окружающего мира. Но поскольку происходит это все не только очень постепенно, но и строго в рамках научного мейнстрима, никто как бы не замечает, что вся физика, фактически, переворачивается попутно «с головы на ноги».

Ну а чтобы столь важный процесс стал не только заметен, но и вполне понятен, рассказывать историю надо в общей исторической ретроспективе. Однако начать лучше все же с самых последних новостей – для общего представления о ситуации в столь интересной области и о масштабе происходящих перемен.

Читать далее Сюрпризы квантовой топологии

Новый УММ, или Универсальная Мем-Машина

(Март 2015)

0-memcomputer

В февральском номере журнала Scientific American опубликована примечательная статья – о новых, поразительно эффективных в энергопотреблении и очень быстрых в вычислениях «мемкомпьютерах», работающих на основе таких электронных компонентов, которые по своей функциональности ближе к нейронам мозга, нежели к транзисторам («Just Add Memory» by Massimiliano Di Ventra and Yuriy V. Pershin, SciAm, February 2015).

Авторами данной работы являются лидеры итальянско-российской команды ученых, давно обосновавшиеся в США и, соответственно, выступающие от американских университетов. А первое, что бросается в глаза – это название публикации, «Просто добавьте памяти», подозрительно похожее на слоган очередной рекламной кампании по продвижению нового восхитительного товара на потребительский рынок.

К сожалению, в похожей тональности выдержан и почти весь остальной текст статьи, напирающей на экономические выгоды и весьма настойчиво намекающей всем потенциальным инвесторам, что пора бежать вкладывать деньги в новейшую перспективную технологию. Неприятный осадок от столь коммерческой подачи материала о большом научном достижении, конечно же, остается.

Нынешние проблемы с финансированием науки общеизвестны, поэтому акценты, расставленные то ли авторами, то ли редакцией журнала, вполне объяснимы. Но это отнюдь не означает, что рассказывать о новых и однозначно интересных вещах в науке теперь нужно только так.

Собственно статью Ди Вентры и Першина в ближайшем будущем непременно переведет и напечатает журнал «В мире науки» (русскоязычная версия Scientific American), где все желающие смогут с ней ознакомиться и сами. Ну а здесь имеет смысл рассказать о мемкомпьютерах несколько иначе. С опорой, естественно, на тот же комплекс результатов от исследователей-пионеров, но только результаты эти взяты из публикаций в сугубо научных журналах – без назойливо-коммерческой обертки «популяризации».

Читать далее Новый УММ, или Универсальная Мем-Машина

Суперпозиция «Волны D»

(Июль 2014)

Квантовый компьютер – в высшей степени интересная область новейших инфотехнологий. Только здесь, наверное, возможно синхронное появление пары исследований, которые изучали одно и то же, по сути диаметрально расходятся в своих выводах, но при этом оба правы…

0_D-Wave-scalable-Q-comp

Озадачивающие итоги

Практически одновременно (с разницей менее месяца) два солидных научных журнала опубликовали исследовательские работы от команд ученых, которые независимо друг от друга изучали одну и ту же вычислительную систему – первый в истории ИТ коммерческий квантовый компьютер D-Wave.

В самом обобщенном виде выводы двух этих команд можно резюмировать знаменитой двусмысленной формулой типа «казнить нельзя помиловать» – когда одна группа поставила жирную запятую после слова «нельзя», а вторая, соответственно, перед.

Читать далее Суперпозиция «Волны D»

Фантастическая реальность

(Март 2000)

К итогам конференции по квантовым вычислениям в Беркли

quantum-Cmp

В середине февраля нынешнего (2000) года в Исследовательском институте математических наук в Беркли (Калифорния, США) прошла конференция по проблемам квантового компьютинга. На конференцию собирались академические ученые и исследователи из промышленности, чтобы обсудить реальные достижения и проблемы в той области, которую еще десяток лет назад считали если и возможным, то весьма отдаленным будущим.

Сегодня, однако, вопросами квантовых вычислений непосредственно занимаются многие университеты и несколько ведущих исследовательских центров компьютерной индустрии, таких как AT&T Labs, IBM и Microsoft Research. Всерьез задумываются над созданием собственных исследовательских групп по квантовым вычислениям в НАСА, в Hewlett-Packard, во многих других научных и промышленных центрах.

В течение последних нескольких лет в лабораториях мира созданы несколько простейших моделей квантовых компьютеров. По сравнению с весьма скромными пока практическими успехами, теория квантовых вычислений ушла значительно дальше, исследуя, какого рода задачи смогут решать более сложные машины, когда (и если) они будут построены.

Читать далее Фантастическая реальность

К точке критического перехода

(Май 2013)

Суперкомпьютеры – как передовой авангард информационных технологий – вступают в фазу чрезвычайно важных перемен. Имеет смысл представлять, что это за перемены, и почему они важны для всех.

isc-13-slide

В середине июня город Лейпциг, Германия, принимает у себя очередной главный форум всемирного суперкомпьютерного сообщества – ISC’13 или International Superсomputer Conference 2013. По давно заведенной традиции, в рамках этого мероприятия оглашается TOP500, то есть рейтинговый список полутысячи самых быстрых и мощных вычислительных систем планеты.

Понятно, наверное, что суперкомпьютеры, занимающие самые престижные верхние строчки в TOP500 – это не только предмет особой гордости государств, владеющих столь ценными хайтек-ресурсами, но еще и своеобразное зеркало, отражающее самые передовые тенденции в области высокопроизводительных вычислений или кратко HPC (High Performance Computing).

Соответственно, ту небольшую группу людей, которым сообщество доверило работу по ежегодному составлению и редактированию списка TOP500, принято расценивать как наиболее компетентных и знающих специалистов в сфере HPC.

Опять-таки по давней традиции, соредакторами TOP500 являются четыре человека – два из Америки и два из Европы (в обозримом будущем, естественно, появятся и представители Азии, но пока этого нет). И неудивительно, что когда кто-то редакторов TOP500 выступает с докладом о положении и тенденциях в отрасли, то к их словам принято внимательно прислушиваться.

Удивительным же тут является вот что. Примерно за месяц до начала ISC’13, в мае 2013, один из соредакторов TOP500 с американской стороны, Хорст Саймон (Horst Simon) два раза подряд выступил на конференциях помельче с одним и тем же, по сути, программным докладом, озаглавленным подчеркнуто вызывающе: «Вычисления экза-масштаба и почему мы их не получим к 2020 году» (см.  PDF-презентацию).

Читать далее К точке критического перехода