Революционный путь

Перспективные суперкомпьютеры, отвечающие всем требованиям программы DARPA должны использовать самые передовые технологии и системы, создаваемые «с чистого листа», они не будут подвержены влиянию предыдущих разработок, однако при рассмотрении суперкомпьютеров этого направления пока не приводятся конкретные структурные и архитектурные решения.

Примерная структура модуля (группы из 12 узлов) суперкомпьютера этого направления показана на рисунке 5.

Рис. 5.

Используются 64-портовые коммутаторы, которые выполняют передачи как внутри группы, так и между группами. По-существу, применяются 12 многосвязных сетей на этих коммутаторах. Переход к таким многосвязным сетям уже начался – например, в суперкомпьютере Cray Baker (Cray XE6) применяются 48-портовые коммуникационные сопроцессоры-маршрутизаторы GEMINI. В данном суперкомпьютере пропускная способность сети благодаря этому была увеличена в 1000 раз по отношению к тому, что достигается на коммерчески доступных сетях, а задержки передачи сообщений уменьшены в три раза.

Общие характеристики такой системы образца 2015 года (таблица 5, система названа «агрессивной» из-за предполагаемой интенсивности применения в ней новых технологий и решений) получены исходя из того, что при ее создании будет применена технология 2013 года 32 нм, для которой характерны определенные затраты на выполнение тех или иных операций.

Таблица 5

Отличительная черта суперкомпьютера данного направления – резко возросшая многоядерность в процессоре: количество ядер 742, пиковая производительность 4,5 ТFLOPS, активная потребляемая мощность 150 Вт, а c учетом токов утечки – 215 Вт, 16 интерфейсов с локальной DRAM-памятью, объем которой в узле – 16 Гбайт.

Кто победит?

Из таблиц 3, 4 и 5 следует возможность достижения пиковой производительности, однако цель экзафлопсных проектов – выйти на уровень реальной производительности, а здесь оценки показывают, что к 2015 году этого сделать не удастся даже на таком благоприятном по развиваемой реальной производительности тесте, как Linpack. Это демонстрируют оценочные графики – возможен десятикратный разрыв между достижимым в рамках эволюционного пути лучшим уровнем реальной производительности и поставленной целью достижения реального экзафлопса.

Системы, создаваемые в рамках разных направлений, сравниваются по удельной эффективности. Интересно, что в 2012 году она будет в интервале от 0,1 GFLOPS/Вт до 1 GFLOPS/Вт, а требуемая для экзафлопсной системы эффективность в 2015 году составит 70-80 GFLOPS/Вт.

Даже системы третьего направления к 2015 году не смогут достигать такой эффективности – их эффективность прогнозируется немногим более 10 GFLOPS/Вт.

Интересны также данные по уровню параллелизма систем. Требуемый уровень к 2015 году – более миллиарда операций, запускаемых в системе за один такт, в настоящее время этот уровень – около одного миллиона.

Дата добавления: 2014-01-04