Жажда скорости

Составители списка Top500, своеобразного хит-парада самых быстрых вычислительных машин мира, обнародовали его 24-ю редакцию. Смещение с вершины японского Earth Simulator и преодоление петафлопсного барьера - лишь небольшая часть приятных новостей.

8 ноября на международной конференции SC2004, посвящённой вопросам суперкомпьютерной тематики, был представлен очередной список Top500 - рейтинг самых быстрых вычислительных машин мира. Его нынешняя редакция уже 24-я по счёту: Top500 обновляется специалистами из Германии и США каждые полгода и за более чем десятилетнюю историю существования успел стать самым авторитетным источником информации об успехах индустрии экстремальных вычислений. Как сравниваются между собой числогрызы разных архитектур? По быстродействию, демонстрируемому ими в тесте LINPACK, предусматривающем решение сложных систем линейных уравнений. Такое "усреднение" способностей, конечно, не является идеальной характеристикой, но признано наилучшим компромиссом. Разменной монетой в мире числогрызов служит терафлопс - один триллион операций над числами с плавающей запятой в секунду.

Впрочем, вернёмся собственно к списку. Прежде всего: несмотря на пламенные речи пресс-секретарей NEC о чудо-возможностях прототипизированного нового отпрыска Earth Simulator, первое место в Top500 24 занимает ещё не сошедший со стапелей, предназначенный для военного ведомства, Blue Gene/L компании IBM, демонстрирующий в пике 91.75 терафлопс. Blue Gene/L занял место Earth Simulator, остававшегося "королём горы" на протяжении двух с половиной лет. Но метеорологическому старичку пришлось уступить и второе место, на котором разместилась построенная для NASA система SGI Columbia (60.96 терафлопс в пике). Лишь только на третьем месте - NEC Earth Simulator (Rpeak=40.96), но в затылок ему дышит опять же построенный в IBM MareNostrum (31.363 терафлопс). Первая десятка претерпела большие изменения, включив в себя много новых участников. Из числа прочих стоит отметить возвращение "БигМака": кластерного суперкомпьютера Virginia Tech X-System, составленного из серийных серверов Apple Xserve. Прошедший через аппаратный апгрейд, он теперь занимает седьмую позицию в списке с пиковым быстродействием 20.24 терафлопс.

Каждый пункт Top500 скрывает за собой свою интересную историю, но оценка таблицы в целом позволяет выявить не менее интригующие общие тенденции. Первой среди которых стоит рост пороговых значений скорости до невообразимых высот. В первой десятке самых быстрых компьютеров планеты по состоянию на ноябрь 2004-го числится всего лишь одна система с быстродействием менее 10 терафлопс. Порог вхождения в Top100 вырос до 2 терафлопс, а общее число систем быстрее одного терафлопса увеличилось с 242 полгода назад до 399. Если так всё пойдёт и далее, уже к лету 2005-го в Top500 не останется ни одной субтерафлопсной машины. Судить о темпах технической эволюции можно и по такому факту: числогрыз SBC SuperDome, занимавший в 23-й редакции списка позицию номер 310, сегодня - первый в очереди на выход. Кстати, впервые суммарное быстродействие пятисот самых шустрых компьютеров мира превысило один петафлопс и достигло отметки в 1.127 петафлопс (0.813 полгода назад).

Суперкомпьютерным балом правят два титана: Intel и IBM. Микропроцессорный гигант занимает первое место по числу систем, основанных на его процессорах: 320 штук (ещё год назад - всего лишь 189). Здесь с Intel не может сравниться никто: на Power-процессоры ближайшего конкурента IBM приходится только 54 системы, а на продукцию HP и AMD и того меньше - 48 и 31 соответственно. IBM, в свою очередь, лидирует по числу сконструированных компьютеров и их суммарному быстродействию: 43,2% всех систем в списке построено инженерами Голубого гиганта, на них приходится почти половина от общего числа терафлопсов.

Но, пожалуй, самая замечательная тенденция - окончательная победа "мейнстримовых" конструкций над специализированными архитектурами. Буквально во всём, от программного обеспечения и до электронных компонент, особые решения потеснены широкопрофильными, доступными на массовом рынке. Опровергая предубеждение о сравнительно более низкой эффективности по сравнению со специальными архитектурами, две трети систем в нынешнем Top500 принадлежат к кластерным. В подавляющем большинстве систем используются мейнстримовые процесоры Xeon и менее популярные, но столь же широкопрофильные чипы Itanium и Opteron. А вездесущая Linux добралась до самых высот: она управляет сотнями компьютеров, в том числе, двумя, занимающими первые позиции списка. Похоже, суперкомпьютерам суждено вскоре окончательно утратить свой "космический" имидж и превратиться в то, чем и должен быть компьютер. В вычислительную машину.