Я познаю мир. Компьютеры и интернет

Несмотря на то что сама машина по меркам суперкомпьютерного мира невелика, ее программное обеспечение позволяет совершенствовать и отлаживать программы распараллеливания тех или иных задач, поддерживая таким образом сообщество ученых, использующих суперкомпьютеры в своей работе. Именно так повышается культура общения с большими ЭВМ.

Чтобы не стрелять из пушек по воробьям, наши конструкторы предлагают создать сразу линейку суперкомпьютеров малого, среднего и большого классов, способных взаимодействовать друг с другом. Так работала в свое время Единая «система ЭВМ, позволявшая для каждой задачи подбирать оптимальный компьютер.

Теперь нечто подобное, но в мировом масштабе и на уровне суперЭВМ предлагают создать ученые России и Беларуси. Грамотный проект, разумное финансирование и широкое сотрудничество позволило специалистам, стосковавшимся по настоящей работе, сделать два первых суперкомпьютера из этой линейки всего за 4 месяца.

Надежность и экономичность работы этих компьютеров достигнута за счет отечественного программирования и импортной элементной базы. В итоге получилась недорогая, но много умеющая система, которую с удовольствием начали использовать в своей работе финансисты, работники метеослужбы, математики и специалисты многих других отраслей знания.

Ну а там очередь, вероятно, дойдет и до создания средних и самых больших суперкомпьютеров на основе процессора Е2К, о котором мы поговорим ниже.

Магический кристалл

Итак, как вы поняли, даже в наши дни, когда компьютер (или на худой конец калькулятор) есть практически у каждого, самые большие, самые мощные, самые производительные ЭВМ стоят особняком.

Сегодня первое место среди компьютерных монстров занимает детище американской фирмы «ИБМ» – суперкомпьютер ASCI White. Эта машина размещается на площади, равной двум баскетбольным площадкам, и весит 106 тонн. Суперкомпьютер стоимостью 110 млн долларов способен производить более 12 трлн операций в секунду. Для этого ему требуется около мегаватта электроэнергии.

На пятки «ИБМ» наступает компания «Компак», которая выиграла конкурс, объявленный министерством энергетики США на создание суперкомпьютера для моделирования ядерных процессов. Его производительность превысит 30 трлн операций в секунду.

Китай тоже обзавелся своей супермашиной, названной «Непобедимая мощь». Она способна совершать 384 млрд вычислений в секунду.

Наших суперкомпьютеров нет в списке 500 самых мощных и производительных ЭВМ в мире. Получается, Россия со своими нынешними неурядицами безнадежно отстала от ведущих стран мира? Ан нет, наши специалисты в очередной раз удивили мир, ухитрившись, по крайней мере теоретически, опять оказаться «впереди планеты всей».

Схема вычислительной сспги

В нашей стране созданием самых мощных компьютеров занимается компания «Эльбрус». Образовалась она в 1994 году на базе Института точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева. Еще во времена Советского Союза здесь создавали супермашины для оборонной промышленности.

Научный руководитель «Эльбруса», член–корреспондент Российской Академии наук, лауреат Ленинской и Государственной премий Борис Арташесович Бабаян убежден в том, что придуманный в его компании процессор Е2К – а это сердце суперкомпьютера – по всем показателям превосходит не только уже существующие процессоры, но и те, что еще только разрабатываются. Причем благодаря особой методике, разработанной «эльбрусовскими» программистами, микропроцессор независим от монополии, на которую претендует производитель большинства микропроцессоров в мире – корпорация «Интел».

Новый микропроцессор продолжает развивать направление, которое коллектив института качал разрабатывать еще в 1986 году. Подтверждением правильности выбранного пути стал первый российский процессор «Эльбрус–3», созданный в 1991 году. Построенный по старой даже по тем временам кристальной технологии, он тем не менее по производительности вдвое превзошел аналогичную разработку американца Сеймура Крея – процессор суперЭВМ Cray Y–MP.

Схема суперкомпьютера «Эльбрус 3–1»

Технологические новшества Е2К еще более впечатляющи, чем архитектурные, – новый процессор, по идее, должен реализовать значительно лучшую схемотехнику, чем, например, та, которая используется в процессоре Alpha 21264. Причем технология, заложенная в Е2К, позволит в ближайшие несколько лет создать не только мощнейшие суперкомпьютеры, но и «карманные»–персональные компьютеры с небывалыми ранее возможностями.

Еще одним преимуществом Е2К является надежная защита кодов и данных от вирусов – до этого за границей пока вообще никто не додумался. Основные архитектурно–технологические решения Е2К защищены примерно 70 патентами США.

«Наш кристалл гораздо быстрее будущего кристалла Merced корпорации «Интел». Мало того, в отличие от американских микропроцессоров он обеспечивает безопасность программ. При работе Е2К достигается почти двукратное преимущество по быстродействию над самым быстрым процессором следующего десятилетия, – говорит Б. Бабаян. – При этом Е2К по сравнению, например, с Merced будет показывать в 3–5 раз более высокую производительность, потреблять меньше электроэнергии, а в производстве станет дешевле...»

В общем, у нашего процессора масса достоинств и один, но весьма существенный недостаток. Пока его не существует даже в виде опытного образца. Он «живет» только в чертежах и расчетах. А для создания первого экземпляра требуется около 60 млн долларов. Где их взять?

Повелители виртуального мира

Пока наши специалисты ищут средства для создания отечественного сверхсуперкомпьютера, зарубежные исследователи решают на суперкомпьютерах разные задачи. Вот, например, какую.

...Однажды, 15–20 млрд лет назад, в этом мире грохнуло так, что мало не показалось. Некая особая точка пространства – физики называют ее точкой сингулярности – взорвалась с такой силищей, что во все стороны полыхнуло светом и полетели осколки вещества.

Так в общих чертах современные теоретики представляют себе событие, именуемое Большим взрывом. Но что именно взорвалось? Почему? По каким причинам наша Вселенная, вначале раздувавшаяся, словно воздушный шар, затем стала сплющиваться?..

Ответов на эти вопросы теоретики не знают. Но надеются узнать с помощью мощного суперкомпьютера, запущенного недавно в Даремском университете (Англия). На сегодняшний день это самая мощная вычислительная машина, доступная британским ученым. С ее помощью они и рассчитывают совершить прорыв в космологии.

Главной частью суперкомпьютера стоимостью в 1,4 млн фунтов стерлингов является ядро или кластер из 128 процессоров «Ultra–Spare III» и 24 процессоров «Sun Fir», способных работать параллельно. В итоге производительность космологической машины составляет 10 млрд арифметических операций в секунду, а объем оперативной памяти равен 112 гигабайтам.