Сотрудники Национальной лаборатории в Лос-Аламосе представили решение, которое может стать поворотным в области высокопроизводительных вычислений.

Гордон Белл, Ву Чан Фенг и Крис Хипп, один из авторов концепции серверов-«лезвий» и основатель компании RLX представляют Green Destiny — кластер Beowulf, состоящий из 240 «лезвий» RLX, который установлен в Национальной лаборатории Лос-Аламоса
Дорожные знаки при въезде в штат Нью-Мексико предупреждают автомобилистов, что они попадают в «Волшебный мир». Сделанное группой исследователей из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе заявление свидетельствует о том, что этот штат оправдывает такое название. Сотрудники Национальной лаборатории представили решение, которое может стать поворотным в области высокопроизводительных вычислений. Знаменитости мира ИТ собрались на конференцию, организованную лабораторией, чтобы присутствовать на демонстрации компактного суперкомпьютера, который может стать моделью высокопроизводительных вычислительных систем будущего.

Анонс суперкомпьютера, способного поместиться в обычный монтажный шкаф, опроверг все заявления о наступлении сумеречного времени в технологической отрасли. Такие светила, как Гордон Белл, которого часто называют создателем мини-компьютеров и одновременно отцом высокопроизводительных вычислений, и Линус Торвальдс, автор операционной системы Linux, которые внесли свой вклад в формирование надежного фундамента для Green Destiny, искренне приветствовали столь яркую новацию.

Белл и Торвальдс пригласили своих коллег сюда для того, чтобы продемонстрировать суперкомпьютер — кластер Beowulf, который состоит из сотен «лезвий», компактных серверов, объединяющих в себе преимущественно базовые компоненты.

Как подчеркнул Ву Чан Фенг, руководитель группы Research and Development in Advanced Network Technology лаборатории в Лос-Аламосе, Green Destiny первоначально замышлялся не как суперкомпьютер, а как мощный Web-сервер. Фенг посчитал, что серверы-«лезвия» компании RLX Technologies лучше всего подойдут для обработки научных документов и информации о контактах. Затем Фенг вместе со своими коллегами, Майклом Уорреном и Эриком Вейглем, определил, что оригинальная серверная архитектура RLX в сочетании с обладающими малым уровнем потребления энергии процессорами компании Transmeta могут стать самой подходящей комбинацией технологий для того, что сейчас называют «супервычисления в ограниченном пространстве».

Исследователи обратились в RLX за сервером System 324 с 24 лезвиями в шасси высотой всего 13,3 см. Основу лезвий составляют процессоры Transmeta и операционная система Linux. На сервере начали запускать разработанную Уорреном программу N-body Simulation, используя ее для изучения возможностей новой платформы, и обнаружили, что программное обеспечение прекрасно работает, а, кроме того, серверы RLX не требуют технического обслуживания, необходимого для других, более крупных компьютеров, установленных в Лос-Аламосе. System 324 работает уже свыше десяти месяцев без единого сбоя. Фенгу 24 серверов показалось недостаточно, и он попросил Криса Хиппа, одного из авторов концепции серверов-«лезвий» и основателя RLX, передать его лаборатории стек из 240 лезвий, предположив, что высокопроизводительные вычисления можно выполнять в меньшем пространстве и за куда меньшие деньги, чем представлялось ранее.

Для многих специалистов анонс комплекса, получившего название Green Destiny, стал первой демонстрацией вычислительной мощи серверов-«лезвий». Никому раньше в голову не приходила идея использовать подобные конфигурации для создания суперкомпьютера. В отличие от многих суперкомпьютеров, в которых используются специализированные компоненты и которые могут заполнять собой целые здания, Green Destiny — это 240 серверов-«лезвий», смонтированных в шасси, помещенные в большинстве монтажных шкафов. Такая система потребляет гораздо меньше энергии, чем традиционные суперкомпьютеры, и не требует значительной технической поддержки. Применение серверов-«лезвий», по словам Фенга, стало тем компромиссом, который позволяет добиться сочетания высокой общей производительности центрального процессора и большой пропускной способности внутренних межсоединений между компонентами, однако исследования в этой области пока только развертываются.

Однако не все разделяют энтузиазм по поводу Green Destiny. В конце концов, в Лос-Аламосе есть громадные суперкомпьютеры, которые занимают целые этажи и требуют для своей стабильной работы использования нескольких систем охлаждения, внешне напоминающих небольшие ядерные реакторы. Эти «настоящие» суперкомпьютеры выполняют серьезную работу, так что некоторые специалисты, их использующие, посчитали Green Destiny не более чем шуткой и не стали скрывать своих эмоций.

Основные споры вызвало решение Фенга использовать серверы-«лезвия», работающие на процессорах, предназначенных в основном для мобильных компьютеров, и противопоставить их существующим сейчас громадным суперкомпьютерам.

Фенг искренне верит в то, что такие системы, как Green Destiny, позволят решить проблемы, которые возникнут в области супервычислений в ближайшее десятилетие. «Формальное следование закону Мура приведет к тому, что в микропроцессоры 2010 года придется помещать свыше 1 млрд. транзисторов, и такой процессор будет излучать более 1 киловатта тепла. Это больше, чем дает ядерный реактор в расчете на квадратный сантиметр», — подчеркивает он.

Инженеры, разрабатывавшие эти системы, отметили, что они предпочли использовать процессоры Crusoe компании Transmeta, поскольку считают, что для достижения более высокой производительности важно не просто увеличивать количество транзисторов, как это приходится делать с процессорами AMD и Intel.

«В отличие от традиционных процессоров, Crusoe — это в основе своей программное решение с небольшим аппаратным ядром, — подчеркнул Фенг. — Благодаря этому существенному отличию процессор Transmeta не требует активного охлаждения, в то время как Pentium 4 (а процессор в архитектуре IA-64 и подавно) может попросту перегреться и выйти из строя без специального охлаждения».

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями