В течение нескольких лет казалось, что GPGPU (General Purpose Graphics Processing Unit) — графические процессоры, адаптированные для универсальных вычислений, могут стать основным направлением в развитии высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing, HPC). Однако конференция ISC 2011 показала, что в ближайшем будущем нас ожидают заметные изменения: альтернативные архитектуры готовы составить конкуренцию графическим процессорам в гонке за экзафлопс.

Как следует из названия, конференция International Supercomputing Conference полностью посвящена суперкомпьютерам; это в большей степени европейская акция с привлечением участников из Америки и Азии. Она началась в 1986 году с Магхеймского суперкомпьютерного семинара, позже ISC стала проводиться ежегодно и превратилась в одно из крупнейших событий в области HPC. Первой по представительности следует признать международную конференцию International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis, организуемую совместно ACM и IEEE Computer Society. По правилу «тик-так» европейская конференция проводится в начале лета, а американская — осенью, и на каждой из них публикуется обновленная версия списка 500 наиболее мощных компьютеров мира Top500.

На стенде Fujitsu можно было увидеть все этапы превращения пластин с кристаллами SPARC64 в полностью собранные стойки, то есть все-все, от кремния до кластера из одних рук
На стенде Fujitsu можно было увидеть все этапы превращения пластин с кристаллами SPARC64 в полностью собранные стойки, то есть все-все, от кремния до кластера из одних рук

В выставке приняли участие 150 экспонентов, на проходивших параллельно заседаниях было сделано несколько интересных докладов. В этой части центральное место заняла обставленная по всем формальным канонам дискуссия, где в роли пропонента выступил в прошлом главный ученый nVidia­ Дэвид Кирк, а оппонента — отец Beowulf, профессор Университета штата Луизиана Томас Стерлинг.

Первый отстаивал перспективы процессоров GPGPU, а второй доказывал, что будущее принадлежит качественно новым процессорам. Кирк говорил о том, что экзафлопсный барьер можно преодолеть на основе технологий GPGPU за вполне приемлемые деньги. Стерлинг же утверждал, что нужны новые процессоры, где память непосредственно интегрирована с центральным процессором, что время х86 заканчивается, а вместе с ними и GPGPU.

Заметная часть экспозиции была занята решениями с использованием GPGPU, что отражает доминирующую тенденцию последних лет. Видное место заняли стенд самой nVidia­ и компьютер Cray XK6, где использованы межсоединения Gemini, процессоры AMD Opteron и графические ускорители Nvidia Tesla. Однако в центре внимания оказался стенд Fujitsu, на котором можно было увидеть все технологии, использованные для создания нынешнего лидера в суперкомпьютерной гонке — компьютера K.

В оригинале он назван японской буквой kei, используемой в национальной системе чисел для обозначения 10 квадриллионов. К не просто обошел в четыре раза китайский Tianhe-1A, значительную часть мощности которого обеспечивают GPGPU, он вернул классику в HPC, собран из процессоров SPARC64 в версии VIIIfx, объединенных тороидальной системой коммуникаций между ядрами Tofu, и поддерживается оптимизированным под Tofu интерфейсом с обменом сообщениями на основе библиотеки Open MPI. Все вместе это делает K чрезвычайно эффективным и с точки зрения программирования, и с точки зрения энергопотребления, таким образом, он стал не только самым мощным, но и самым «зеленым» в списке Top500.

Успех K дает очевидные аргументы сомневающимся в том, что GPGPU — единственный путь к экзафлопсным вычислениям, тем более что Intel тоже идет своим путем, делая ставку на архитектуру Many Integrated Core.

Ее преимущество в том, что она избавляет от необходимости переписывать приложения; программы, работавшие на Xeon, Power, SPARC, будут работать на сопроцессоре MIC практически без изменений. Knights Corne, первый коммерчески доступный процессор с микроархитектурой MIC, будет выпускаться по технологии 22 нм, иметь 50 и более ядер.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF