Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.480

Еще одна характеристика МРР — огромные объемы ввода-вывода. С помощью МРР-мультикомпьютеры обычно приходится обрабатывать огромные массивы данных, иногда терабайты. Эти данные должны быть распределены по многочисленным дискам, и их с большой скоростью нужно передавать среди устройств машины.

Наконец, важно помнить о еще одной черте МРР — отказоустойчивости. При наличии тысяч процессоров несколько неисправностей в неделю неизбежны. Прекращать работу системы из-за сбоев в одном из процессоров неприемлемо, особенно если ожидается, что сбои будут случаться каждую неделю. Поэтому в больших МРР-машинах всегда имеется специализированная аппаратная и программная поддержка постоянного мониторинга системы, обнаружения неполадок и их исправления.

Теперь, по идее, надо было бы заняться изучением основных принципов организации МРР-машин, но этих принципов, по правде говоря, совсем не много. На данном этапе достаточно знать, что МРР-машина представляет собой ряд более или менее стандартных вычислительных узлов, связанных друг с другом высокоскоростной коммуникационной сетью. Поэтому далее мы просто рассмотрим несколько конкретных примеров МРР-машин, в частности BlueGene и Red Storm.

BlueGene

В качестве первого примера процессор а с массовым параллелизмом рассмотрим систему IBM BlueGene. Этот проект был задуман IBM в 1999 году как суперкомпьютер для решения вычислительных задач большой сложности в биологии. В частности, биологи считают, что функции белка определяются его трехмерной структурой. Но определение формы даже одной небольшой молекулы белка на суперкомпьютерах того времени потребовало бы нескольких лет вычислений. При этом в человеческом организме около полумиллиона различных белков, некоторые из которых исключительно сложны, и нарушения в структуре любого могут приводить к серьезным наследственным заболеваниям. Очевидно, что для расчета трехмерной структуры всех человеческих белков требуется на несколько порядков повысить вычислительную мощность, и моделирование формы белковой молекулы — лишь одна из задач, на решение которых направлен проект BlueGene. Столь же сложные задачи из молекулярной динамики, моделирования климата, астрономии и даже финансового моделирования также требуют совершенствования суперкомпьютеров.

Почувствовав потребность рынка в суперкомпьютерах, в IBM вложили в разработку и постройку BlueGene 100 млн долларов. В ноябре 2001 года появился и первый заказчик первого компьютера из семейства BlueGene под названием BlueGene/L. Заказчиком стала национальная лаборатория Ливмора, работающая под началом департамента энергетики США.

Целью проекта BlueGene была постройка МРР-машины, которая не только была бы самой быстрой, но и самой эффективной в отношении показателей те-рафлоп/доллар, терафлоп/ватт и терафлоп/м3. По этой причине в IBM отказались от принципов, которые были положены в основу разработки предыдущих МРР-машин и согласно которым применялись самые быстрые компоненты независимо от их цены. Вместо этого было решено выпустить собственный однокристальный компонент, работающий с умеренной скоростью и обладающий низким энергопотреблением, чтобы на его основе построить большую машину с эффективным расположением компонентов. Первая микросхема появилась в июне 2003 года, а первая четверть BlueGene/L из 16 384 вычислительных узлов была полностью работоспособна в ноябре 2004. Тогда же она была сертифициро вана как самый быстрый на Земле суперкомпьютер с производительностью 71 терафлоп/с. Потребляя мощность 0,4 мегаватт, эта система оказалась в своем классе победителем и в гонке на эффективность энергопотребления с показателем 177,5 мегафлоп/ватт. В целом система должна содержать 65 536 узлов.