Смена лидера

В Национальной лаборатории Министер­ства энергетики США в Окридже заверши­лось развертывание суперкомпьютера Titan, производительность которого дости­гает 20 PFLOPS. В лаборатории надеют­ся, что Titan поможет США обойти Китай и Японию в гонке суперкомпьютеров.

Новый суперкомпьютер способен выпол­нять 20 трлн вычислительных операций в секунду. Это в десять раз больше, чем у суперкомпьютера Jaguar, который был раз­вернут в Национальной лаборатории в Окридже в 2009 году, а в июне 2010 года был признан самым быстрым суперком­пьютером в мире. Правда, уже через несколько месяцев в гонке за производи­тельностью его обошел китайский супер­компьютер Tianhe-1A, установленный в На­циональном суперкомпьютерном центре в Тяньцзине.

Развертывание Titan началось буквально через несколько недель после публика­ции очередного рейтинга Top500. По состоянию на июнь самым производитель­ным считался суперкомпьютер Sequoia — система IBM BlueGene/Q, установлен­ная в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе.

Сохранение американскими компьютерами конкурентоспособности играет суще­ственную роль в деле укрепления национальной и глобальной безопасности, считают в лаборатории.

Япония и Китай быстро наращивают вычислительную мощность суперкомпьюте­ров, которые сегодня находятся в пятерке лидеров. Но зато США более эффек­тивно используют имеющиеся вычислительные ресурсы в процессе решения некоторых сложных научных задач.

«У нас разработчики приложений могут использовать часть ресурсов этих машин бесплатно, — сообщил заместитель директора лаборатории по вычисли­тельной технике Джеффри Николс. — А в Китае не могут. Согласно китайской эко­номической модели, при проведении исследований люди должны прийти и запла­тить за использование машины».

Лаборатория в Окридже удовлетворяет заявки ученых. Ежегодно здесь отбирают­ся 40 проектов, между которыми распределяются вычислительные мощности. Предложения отбираются научными экспертами с учетом заслуг авторов. Кроме того, необходимо обеспечить масштабируемость приложений, с тем чтобы име­ющиеся ресурсы не простаивали. За использование Titan плата с ученых не взимается.

Увеличение вычислительной мощности стимулирует дальнейшее расширение знаний и помогает повышать реалистичность моделирования и проведения экс­периментов. Суперкомпьютер Titan применяется для проведения исследований в области бионаук и в энергетической сфере, а также при изучении климата и космического пространства.

Ведутся разработки двигателей внутреннего сгорания, которые обладали бы по­вышенной эффективностью и меньше загрязняли окружающую среду. Экспери­менты позволяют добиться дополнительной экономии, защитить окружающее пространство и укрепить национальную безопасность, а более производитель­ные суперкомпьютеры способствуют ускорению проводимых исследований.

Модель Titan представляет собой суперкомпьютер Cray XK7, в котором 18 688 16-ядерных процессоров AMD Opteron 6274 спарены с 18 688 графическими про­цессорами Nvidia Tesla K20. Графические процессоры помогают ускорить прове­дение научных и математических расчетов, а обычные процессоры лучше подхо­дят для выполнения последовательных вычислений.

Titan размещен в 200 серверных шкафах и обладает примерно такими же габари­тами, что и Jaguar. Модернизация его осуществлялась за счет перехода на 16-ядерные центральные процессоры и новейшие графические процессоры, кото­рые работают быстрее и потребляют меньше электроэнергии. Объем оператив­ной памяти Titan составляет 700 Тбайт.

Суперкомпьютер потребляет около 9 мегаватт электроэнергии, а счета за элек­тричество добавляют к его стоимости до 10 млн долл. в год. По словам Николса, министерство энергетики понимает необходимость проведения исследований и готово взять эти расходы на себя.

Очередным этапом в развитии суперкомпьютеров должно стать преодоление к 2018 году планки в 1 EFLOPS (1024 PFLOPS). Ожидается, что Titan будет серьез­но обновлен в 2016 году. Систему производительностью в один экзафлопс пла­нируется ввести в строй к 2020 году.