Король умер, да здравствует король!

Новый суперкомпьютер компании IBM, еще не спустившись со стапелей, уже поставил новый мировой рекорд в скорости вычислений. Earth Simulator, удерживавший пальму первенства в течение двух лет, посрамлен.

Тридцать шесть с копейками триллионов операций с плавающей запятой в секунду в стандартном тесте LINPACK - такова производительность нового "числогрыза" от компании IBM, отобравшего пальму первенства у японского суперкомпьютера Earth Simulator Computer (ESC). Blue Gene/L - такое имя носит новый король. Переворота ждали (над Blue Gene работают уже пять лет), но случился он всё же неожиданно, ведь компьютер пока стоит в лаборатории. ESC вытягивает на пике 35,86 терафлопса, так что разрыв в скоростях минимален - но тем более интригующей кажется вся история: заявлено, что Blue Gene/L занимает в сто раз меньшую площадь, потребляет в тридцать раз меньше электроэнергии, стоит - при почти одинаковом быстродействии - втрое дешевле, а пиковая скорость вычислений может достигать сотен терафлопс! Как удалось IBM столь сильно оторваться от нынешнего лидера суперкомпьютерного хит-парада?

Ответ следует искать в архитектурных различиях. Earth Simulator, строившийся в Японии компанией NEC в условиях строжайшей секретности с 1997 года, был представлен публике в марте 2002 г. и сразу же стал рекордсменом, более чем впятеро обойдя своего предшественника на вершине списка Top 500, "числогрыза" IBM ASCI White. ESC составлен из 640 так называемых вычислительных узлов (nodes), каждый из которых содержит восемь специальных векторных процессоров и 16 гигабайт оперативной памяти. Обошедшись правительству Японии в 300 миллионов долларов, ESC занимает площадь в три тысячи квадратных метров и не поддаётся масштабированию - это крайне узкоспециализированная вычислительная машина, предназначенная для моделирования климатических процессов на нашей планете и работающая над решением такого класса задач производительнее любого другого компьютера в мире.

В свою очередь, Blue Gene/L (первая модель из будущего семейства Blue Gene) фактически построена из компонентов, доступных на массовом рынке, и специализации лишена. Её основа - миниатюрные процессорные узлы с двуядерными микропроцессорами архитектуры PowerPC, в качестве основной операционной системы избрана Linux, а для связи узлов друг с другом применяется обычный Ethernet. Впрочем, в Blue Gene/L используется не одна внутренняя сеть, а три: первая (Ethernet-подобная) предназначается для общесистемных задач вроде загрузки и диагностики гигантской машины; вторая и третья сети (выполненные в виде "дерева" и "тора") нужны для организации различных типов взаимодействия вычислительных узлов. Всё это обеспечивает лёгкость масштабирования как "вверх", так и "вниз": в частично собранном состоянии в лаборатории в Миннесоте Blue Gene/L демонстрирует 36 терафлопс, а когда число процессоров в компьютере доведут до 65536, машина должна выдать невиданные 360 терафлопс! Blue Gene/L такой конфигурации отправят в известную Ливерморскую национальную лабораторию, несколько моделей с числом узлов поменьше - в другие научные и военные учреждения США. Кстати, именно с помощью Blue Gene/L в IBM надеются однажды перешагнуть петафлопсный порог.

Конечно, за простоту приходится платить. Blue Gene/L покажет себя превосходно на одних задачах и уступит ESC в других. Главное ограничение здесь - сравнительно небольшой объём памяти, которым комплектуется каждый процессор. Всего 512 Мбайт приходится на один микроцессор в Blue Gene/L, а сеть длинна и медленна, поэтому задачи, предполагающие обсчёт множества меняющихся параметров (читайте, симуляция атомного взрыва) ей не по зубам. За такие проблемы возьмётся следующий суперкомпьютер IBM - ASCI Purple.

Официально Blue Gene/L ещё не назван самым быстрым компьютером планеты. Это случится только в ноябре, когда будет опубликована новая версия списка Top 500. Но уже сейчас можно утверждать, что удержаться даже на втором месте японцам не удастся: к зиме должен быть введён в строй "числогрыз" Columbia, который строит на чипах Intel для NASA компания SGI. 60 терафлопс, не меньше. Поспевайте за прогрессом!