Известно, что гиганты компьютерной индустрии вкладывают колоссальные деньги в исследования и разработки (НИОКР). В ноябре в исследовательском центре IBM в Цюрихе состоялся семинар по суперкомпьютерным вычислениям. В IBM для обозначения задач, требующих колоссальной вычислительной мощи, изобрели термин deep computing. Очевидно, на выбор этого названия повлияла победа шахматного компьютера Deep Blue в матче с Гарри Каспаровым, состоявшемся в мае 1997 г.    

Исследовательский центр IBM в окрестностях Цюриха

Цюрих по странному стечению обстоятельств известен как город, притягивающий компьютерщиков. Сюда бежал в 1945 г. Конрад Цузе, разработчик первого в мире электромеханического компьютера и языка программирования высокого уровня. В этом городе живет и работает Никлаус Вирт - создатель языков Паскаль, Модула и Оберон. У IBM имеется сеть разбросанных по всему миру исследовательских центров, занимающихся в том числе суперкомпьютерной тематикой (три в США, по одному в Индии, Китае, Японии, Израиле и Швейцарии), и выбор Цюриха для европейского центра, я думаю, не случаен. Собственно, конференция была приурочена к установке в Цюрихском центре самого производительного в Швейцарии компьютера - 128-процессорной конфигурации RS/6000 производительностью 100 GFLOPS (см. www.zurich.ibm.com). Здесь занимаются компьютерным материаловедением, разрабатывая вещества с заданными свойствами. Цель работ - создание виртуальной физической и химической лаборатории. Таким образом, если после 50-х годов произошло перемещение исследований из натурных условий (in vivo) в лаборатории (in vitro), то сейчас они перемещаются на компьютеры (in silico). Кроме научных центр занимается и практическими задачами, например, на его счету разработка технологии OLED для плоских дисплеев.

IBM всегда была неравнодушна к суперкомпьютерным вычислениям, однако ей далеко не каждый раз удавалось создавать самые мощные для своего времени машины. Мы помним разработки CDC, Cray, Amdahl, Thinking Machines, Intel и многих других фирм. Эта гонка, длящаяся уже полвека, наконец привела IBM к выпуску многопроцессорной системы RS/6000 и объявленному 6 декабря грандиозному проекту компьютера Blue Gene, предназначенного для изучения строения белков. Этот компьютер будет содержать более миллиона процессоров производительностью 1 GFLOPS каждый. Как он будет выглядеть, очень трудно себе представить, так как даже нынешние системы с парой тысяч процессоров занимают громадные залы. Причин для такого интереса корпорации достаточно много, одна из важнейших - поддержка разработок в этой области Министерством обороны США: на программу ASCI (стратегическая компьютерная инициатива) оно выделило ни много ни мало миллиард долларов (см. www.llnl.gov/asci). Сейчас в списке top500 IBM занимает второе место, уступая лишь суперкомпьютеру ASCI Red корпорации Intel. Возможно, Blue Gene - попытка переместиться в верхнюю строчку списка. НИОКР в этой области позволяют IBM вести разработки передовых технологий и оставаться лидером отрасли. Примером может служить создание новых технологий изготовления микросхем, таких, как кремний на изоляторе (SOI).

128-процессорный суперкомпьютер RS/6000 SP

Одна из задач, которую ставит перед собой IBM, - перенос супервычислений в сферу бизнеса. Учитывая процесс глобализации бизнеса, использование в нем технологий хранилищ данных, систем поддержки принятия решений, ситуационных комнат и т. п., следует признать, что это направление имеет право на жизнь. Сейчас IBM ищет ему место и в следующей стадии развития электронной коммерции. В какой-то степени освоение сферы бизнеса представляет собой перенос и адаптацию для целей бизнеса методов и алгоритмов, используемых в научных исследованиях.

Отмечу, что эта конференция оказалась очень познавательной для меня и в совершенно другом плане - к десятку популярных слов на букву “e”, происходящих от электронной коммерции (e-business, e-cash, e-money, e-commerce, e-world и др.), добавились такие слова, как e-biology, e-chimistry, e-pharmacology, e-clinical. Термины этого вида, к сожалению, множатся с каждым днем, что меня весьма тревожит. Одна из возникающих проблем - их перевод на русский. Дело в том, что буква “е” в русском языке в отличие от английского несет мощную мужскую энергетику, а потому придает грубую окраску калькам с английского (попробуйте, для примера, громко сказать “е-биология”. Получится название совершенно другой науки). Буква “э” в качестве приставки принижает значение слова, вот и приходится переводить термины более громоздкими выражениями типа “электронная коммерция”, “электронные деньги”, “компьютерная биология” и т. д. Тем не менее я надеюсь, что не появятся термины типа e-colony (информационная колония) и им подобные.

Если говорить серьезно, то задач, требующих колоссальной вычислительной мощи, достаточно много (военных, научных, экономических, медицинских). Однако многие руководители не осознают, что подготовка таких задач для решения на суперкомпьютерах часто по стоимости сопоставима с самим суперкомпьютером, поэтому мало создать ВЦ и закупить технику. Без подготовленных для решения задач эта техника просто будет простаивать. Например, я не слышал о существовании адекватной модели экономики России, на которой можно было бы просчитать наиболее эффективные с точки зрения возможностей экономического роста ставки налогов, размеры получаемых кредитов и т. д. Чиновникам такие системы не нужны - они нужны бизнесу, нужны стране. А это лишь одна из типичных суперкомпьютерных задач, способных повысить конкурентоспособность России.

Отмечу, что в мире насчитывается около 7000 суперкомпьютеров. Несколько десятков таких машин есть в суперкомпьютерных центрах в Москве и Санкт-Петербурге. В России в этом году, в частности в РАН, наметилось оживление работ по суперкомпьютерным вычислениям. Например, 5 ноября 1999 г. в здании Президиума РАН в Москве состоялось открытие Межведомственного суперкомпьютерного центра (МВЦ, www.jscc.ru), на котором присутствовал Председатель Правительства РФ В. В. Путин. Однако общее отставание от Запада в этой области пока просто чудовищно.

Более подробную информацию по этой тематике можно найти по адресу: www.top500.org - там содержится список 500 наиболее высокопроизводительных систем в мире. Посмотрите также www.parallel.ru - интересный русскоязычный сайт по параллельным вычислениям и суперЭВМ.

Blue Gene - петафлопный компьютер

6 декабря корпорация IBM объявила о новой пятилетней программе создания петафлопного компьютера Blue Gene (Голубой Ген). Его производительность будет в 500 раз выше, чем у самого мощного на сегодняшний день суперкомпьютера.

В основе Blue Gene лежит инженерное решение, отличающееся принципиальной новизной: основным компонентом будущего компьютера станет однокристальный 32-процессорный модуль. В дополнение к нему на том же кристалле будет размещена оперативная память, благодаря чему удастся избежать сложностей с шинной или коммутационной структурой, характерной для современных компьютеров. Blue Gene построен на принципах традиционной для RISC-процессоров идеологии, но число типов команд в данном случае сокращено всего до 57.

В 64 стойках будущего компьютера можно разместить 1 048 576 процессоров. Эта астрономическая цифра получается умножением числа 32 на 64 (число процессорных модулей на системной плате), на 8 (число системных плат в стойке) и на 64 (число стоек). Blue Gene будет установлен в лаборатории Watson, где займет площадь немногим более 100 кв. м.

В отличие от своего “легкомысленного” предшественника Deep Blue, игравшего с Гарри Каспаровым, новый компьютер предназначен для фундаментальных исследований в области генетики.

По мнению специалистов, Blue Gene позволит выйти на качественно новый уровень решения медицинских и биологических задач. И все же технике еще далеко до живой природы: для моделирования процесса, который происходит в живом организме за одну секунду, компьютеру потребуется около года непрерывной работы даже несмотря на его фантастическую производительность. Л. Ч.

Версия для печати