Создатели суперкомпьютеров потратили годы на то, чтобы преодолеть барьер в 1 PFLOPS — тысячу триллионов вычислений в секунду.

Прошлым летом IBM и Национальная лаборатория имени Лоуренса в Лос-Аламосе наконец добились такой производительности, но сейчас реализуется еще более амбициозный проект — создание машины с производительностью 20 PFLOPS.

Компьютер, получивший название Sequoia, будет установлен в Лос-Аламосе. Машина, которая будет содержать 1,6 млн процессорных ядер, займет при этом относительно мало места — всего 318 квадратных метров. Лаборатории в Лос-Аламосе необходимы такие фантастические процессорные ресурсы, чтобы обеспечивать безопасность хранения и боеготовность национальных запасов ядерного оружия, объяснил Марк Сигер, заместитель руководителя отдела передовых технологий лаборатории. «По мере того как вооружение стареет, возникают проблемы и встает вопрос, насколько эти проблемы серьезны, — пояснил Сигер, имея в виду явление ослабления со временем разрушительной силы бризантных взрывчатых веществ. — Мы можем ответить на эти вопросы, проведя всестороннее моделирование».

В лаборатории уже есть один из крупнейших в мире суперкомпьютеров — это четвертый по быстродействию IBM Blue Gene/L, производительность которого составляет 478 TFLOPS. Кроме того, в лаборатории установлена система ASCI Purple с производительностью 100 TFLOPS. Обе машины на момент их создания были самыми быстродействующими в мире.

IBM еще не завершила работу над Sequoia. Корпорация планирует начать поставку системы в Лос-Аламос в 2011 году и полностью ввести ее в эксплуатацию к 2012 году. В ближайшие месяц-два IBM завершит поставку системы Dawn производительностью 500 TFLOPS, которая поможет лаборатории создать новые модели и алгоритмы для Sequoia.

Создание суперкомпьютера с 1,6 млн процессорных ядер в Sequoia — это серьезная задача.

«Разрабатываются новые физические алгоритмы и новые алгоритмы моделирования, — пояснил Сигер. – Нам нужно провести много экспериментов и большой объем моделирования, а потом сравнить результаты. Dawn – достаточно крупная система, на которой мы можем провести многие необходимые нам исследования».

С появлением Sequoia лаборатория сможет выполнять вычисления в 12-50 раз быстрее, чем сейчас, с помощью уже имеющихся компьютеров. Например, в настоящее время лаборатория использует ASCI Purple для выполнения 4 тыс. вычислений, связанных с одной системой вооружений, и на это уходит целый месяц.

Система Sequoia, содержащая 1,6 млн процессорных ядер IBM Power, память емкостью 1,6 петабайт и 98 304 вычислительных узлов, будет размещаться в 96 стойках размером с холодильник. Несмотря на огромную мощность, компьютер будет использовать энергию в 17 раз эффективнее, чем Blue Gene/L.

Финансировать покупку машины будет Национальное управление по ядерной безопасности США. Стоимость проекта пока не обнародована. IBM еще не завершила проектирование процессоров следующего поколения, которые будут использоваться в этом суперкомпьютере.

«Мы намерены создать более быстрое ядро, больше ядер на процессор и больше ядер в общей сложности, — прокомментировал Дэвид Турек, вице-президент IBM по фундаментальным вычислениям. — Мы также продолжаем совершенствовать сетевые соединения системы, которые будут использоваться для связи между этими различными ядрами».

Sequoia может в 40 раз повысить эффективность мониторинга и прогнозирования погоды, позволив синоптикам предсказывать локальные изменения погоды.

«Более того, машина производительностью 20 PFLOPS позволит в 50 раз повысить эффективность прогнозирования землетрясений и указать безопасные маршруты эвакуации, — утверждают в IBM. — Ученые смогут прогнозировать последствия землетрясения для каждого здания отдельно на площади, сравнимой с площадью, занимаемой Лос-Анджелесом вместе с пригородами».