ЖУРНАЛ СТА 3/2015

16 СТА 3/2015 ОБЗОР /АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА www.cta.ru П ОИСК КОМПРОМИССОВ ПРИ СОЗДАНИИ СУПЕРКОМПЬЮТЕРОВ Прикладные суперкомпьютерные вычисления играют сегодня всё более значимую и возрастающую роль в силу ряда объективных причин. Технологи- ческие прорывы последних лет, такие как многоядерные процессорные архи- тектуры, массивно-параллельные про- граммно-аппаратные модули, быстрые коммутационные сети с высокими пропускными способностями и низки- ми задержками, твердотельные устрой- ства хранения информации, сделали возможным проведение реалистичных виртуальных экспериментов вместо натурных стендовых испытаний. В 2009 году только один-единственный суперкомпьютер Jaguar архитектуры CRAY XT5 (рис. 1) достиг уровня про- изводительности в один петафлопс, а сегодня, 5 лет спустя, уже 50 суперком- пьютеров, представленных в рейтинге лучших вычислительных систем, до- стигли такого же уровня. Напомним, что петафлопс соответствует уровню производительности в 10 15 операций с плавающей запятой в секунду. Эти тех- нологические прорывы были поддержа- ны разработкой нового программного обеспечения и адаптацией уже суще- ствующих программных комплексов с использованием современных подходов и парадигм (моделей) параллельного программирования. В настоящее время можно смело констатировать, что отно- сительно низкая себестоимость и широ- кая доступность вычислительных ресур- сов уже изменили подходы во многих сферах человеческой деятельности, включая науку, промышленность, биз- нес и финансы. Выбор суперкомпьютера сегодня – это поиск компромиссного решения между такими факторами, как пиковая производительность, совокупная стои- мость эксплуатации, минимизация ка- питальных и операционных расходов, удобство использования для конечных пользователей. С одной стороны, высо- кая производительность, как правило, достигается за счёт использования всё большего числа процессорных элемен- тов. С другой стороны, с ростом их чис- ла и результирующей производительно- сти суперкомпьютера увеличивается и общее энергопотребление. На текущий момент среднее значение энергопо- требления – 1 мегаватт электроэнергии на каждый петафлопс производитель- ности. Проблеме роста энергопотребления сопутствует задача охлаждения горячих компонентов суперкомпьютера. В дей- ствительности суммарное тепловыделе- ние отдельного суперкомпьютера может достигать десятков МВт, и в таком слу- чае поиск решения проблемы отвода тепла может стать совсем нетривиаль- ной задачей. При пиковых нагрузках Суперкомпьютеры становятся быстрее и доступнее Алексей Жирков, Виктор Высоцкий В статье предлагается описание современных подходов к достижению высокой энергоэффективности и вычислительной мощности высокопроизводительных аппаратных платформ. Сделан краткий обзор гетерогенных вычислительных архитектур на примере высокопроизводительных вычислительных комплексов компании Eurotech. Рис. 1. Суперкомпьютер Jaguar Иллюстрация с сайта ru.wikipedia.org/wiki