Агентства национальной безопасности США
АНБ ХОТЕЛОСЬ БЫ ПОЛУЧИТЬ «компьютер небольших размеров со сверхпроводящими логическими схемами и криогенной памятью, обладающий высокой эффективностью энергопотребления, масштабируемостью и способностью решать интересные задачи»

Может случиться так, что самый мощный суперкомпьютер в мире окажется глубоко засекречен. Речь идет о системе Агентства национальной безопасности США. Просеивая информацию в массивах данных, эта система будет помогать спецслужбам находить телефонные номера, текстовые сообщения и фотографии террористов. Поскольку системы спецслужб засекречены, никакой информации об их масштабах и производительности в открытом доступе не публикуется.

Поэтому в разведывательном агентстве, скорее всего, не скажут, какие мощности у них уже имеются, но вот чего они желали бы получить, вполне можно выяснить.

Спецслужбам нужны вычислительные технологии на сверхпроводящих устройствах, которые открыли бы путь к созданию экзафлопсных систем — суперкомпьютеров, способных работать в тысячу раз быстрее, чем сегодняшние системы с производительностью в несколько петафлопсов. За помощью в разработке такой сверхпроводящей системы директор американской разведывательной службы и обратился к научной общественности. Система подобного рода с низким энергопотреблением станет привлекательной альтернативой сегодняшним технологиям.

АНБ хотелось бы получить «компьютер небольших размеров со сверхпроводящими логическими схемами и криогенной памятью, обладающий высокой эффективностью энергопотребления, масштабируемостью и способностью решать интересные задачи».

Чтобы было понятно, насколько важна проблема энергопотребления, отметим, что самый быстрый на сегодня суперкомпьютер в США, Titan, при производительности в 17,59 PFLOPS потребляет свыше 8 МВт электроэнергии. Системам с производительностью в несколько петафлопсов нужно гораздо больше энергии, чем обычным компьютерам.

В США считают, что использование сверхпроводящих технологий поможет получить производительность 1 PFLOPS при потребляемой мощности 25 кВт или даже 100 PFLOPS при мощности 200 кВт, включая расходы на охлаждение криогена.

Сверхпроводящему суперкомпьютеру нужны очень низкие температуры, чтобы металл перешел в состояние, когда он не оказывает (или почти не оказывает) сопротивления электрическому току.

«Нулевого сопротивления при нынешнем уровне развития науки добиться невозможно, — указал Ретиф Гербер, директор южноафриканской компании NioCAD, работающей над созданием сверхпроводящих технологий. — Поддержание температуры сверхпроводящей электроники на должном уровне напоминает хранение куска льда в холодильнике. Когда вода уже заморожена, на поддержание ее в таком состоянии требуется гораздо меньше энергии. Поддержание же обычной электроники в холодном состоянии напоминает попытки поместить в холодильник стакан воды, находящийся внутри печи.

Коммерческие кулеры способны поддерживать очень низкие температуры (примерно – 268 °C), которые нужны для получения сверхпроводимости и контакта Джозефсона, для создания переключателей, рассеивающих очень мало энергии.

АНБ уже долгое время проявляет интерес к технологиям сверхпроводимости, но «изучению сверхпроводящих компьютеров мешают серьезные технические трудности». К современным инновационным решениям относится криогенная память, позволяющая выполнять операции с памятью и логическими схемами в непосредственной близости от холодной среды и обеспечивающая гораздо более высокую скорость переключения.

По словам Гербера, за последние два десятилетия разработчики сверхпроводящей электроники добились серьезных успехов и подошли к рубежу, когда сложные схемы могут функционировать на тактовых частотах, превышающих 100 ГГц.

Бюджеты разведслужб США не разглашаются, но им действительно нужны компьютеры с высокой эффективностью энергопотребления.

АНБ строит в штате Юта дата-центр площадью около 100 тыс. кв. метров и стоимостью 1,2 млрд долл. Он сможет поддерживать энергопотребление на уровне 65 МВт, при этом энергия должна питать не только компьютеры, но и всю остальную инфраструктуру.

Производительность самого быстрого в мире на сегодняшний день суперкомпьютера, китайского Tianhe-2, достигает 33,86 PFLOPS. При пиковой нагрузке его энергопотребление составляет 16,7 МВт, а вместе с системой охлаждения — 24 МВт. На него приходится большая часть мощности, вырабатываемой целой электростанцией.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF