Читать «Цифровой журнал «Компьютерра» № 81» онлайн - страница 2
Коллектив авторов
Благодаря дружбе, которая, как известно, позволяет делать настоящие чудеса, в распоряжении студентов и аспирантов (пока что, правда, только американских) появился могучий вычислитель мощностью более одного петафлопса (1015 FLOPS). Руку дружбы будущему поколению учёных и инженеров протянули: Университет штата Иллинойс Urbana-Champaign, Национальный центр суперкомпьютерных вычислений США (NCSA — National Center for Supercomputing Applications), компания IBM и консорциум Great Lakes for Petascale Computation. Объединив свои усилия, возможности, финансы и инженерную мощь, эти организации разработали проект Blue Waters — масштабируемую суперкомпьютерную систему, выдающую петафлопсовую производительность.
Уникальность проекта Blue Waters — в его открытости для начинающих свой путь исследователей, которая отражается в программе выделения вычислительных ресурсов PRAC (Petascale Computing Resource Allocations). А ещё — в совершенно особенной архитектуре-матрёшке, которую разработала для проекта компания IBM.
Как же устроена система, способная «разогнаться» свыше одного петафлопса и готовая увеличить эту далеко не маленькую мощь?
Таблица ниже демонстрирует возможности Blue Waters в сравнении с возможностями типового кластера NCSA Abe на базе шестидесятичетырёхразрядных процессоров Intel Xeon и высокопроизводительной компьютерной системы TACC из техасского центра суперкомпьютерных вычислений, построенной на процессорах AMD.
Кластер NCSA Abe
TACC
Blue Waters
Внушительно, не правда ли? И в плане производительности, и в плане «железной» составляющей Blue Waters. А ведь именно эта, базирующаяся на процессорной системе IBM Power 7, составляющая и даёт петафлопсовую мощь.
Разрабатывая архитектуру Blue Waters, компания IBM не просто масштабно применила свою новую разработку — процессор Power 7. Она создала вложенную модульную структуру, все элементы которой связаны между собой высокоскоростными шинами данных. Каждый из модулей этой структуры может использоваться независимо (если большая вычислительная мощность не требуется) или практически неограниченно масштабироваться, создавая системы с необходимыми характеристиками.
Мельчайший кирпичик в пирамиде Blue Waters — ядро процессора Power 7 (Power 7 Core), коих у процессора IBM целых восемь. Само по себе ядро Power 7 является самостоятельным вычислителем с двумя модулями вычислений с фиксированной запятой, четырьмя модулями вычислений двойной точности с плавающей запятой, модулями векторной и десятичной математики, 64 килобайтами кэш-памяти первого уровня и 256 килобайтами кэш-памяти второго уровня.
На одном кремниевом чипе процессора Power 7 таких ядер восемь. Кроме них на этом же чипе расположены: кэш-память третьего уровня (по четыре мегабайта на ядро), два контроллера оперативной памяти, позволяющие подключить к одному процессору до 128 гигабайт быстродействующей DDR3 памяти Dual SuperNova, четыре шины данных для межядерного взаимодействия и связи с другими процессорами Power 7.
