Участники пятого Московского суперкомпьютерного форума (МСКФ-2014), организованного издательством «Открытые Системы», получили возможность познакомиться с новейшими решениями ведущих вендоров в области высокопроизводительных вычислений и результатами российских разработок, обсудить перспективы создания суперкомпьютерных систем и вычислительных кластеров нового поколения.

Значительная часть форума была посвящена перспективным исследованиям российских компаний. Создание отечественных суперкомпьютеров экзафлопсной производительности (1018 операций в секунду), на порядки превышающей быстродействие современных компьютеров, представляет собой задачу национального масштаба, решение которой требует привлечения наиболее сильных коллективов разработчиков, производителей и пользователей из различных отраслей экономики.

Страны с развитой экономикой давно оценили важность и актуальность задачи создания систем подобного класса. Однако, как признают эксперты, догнать их по уровню предлагаемых инновационных технологий практически невозможно, поэтому основные усилия целесообразно направить на эволюционные технологии и возродить группы, разрабатывающие специализированные процессоры. Одно из перспективных направлений — гибридные и многопоточные процессоры. Поэтому к первоочередным задачам специалисты НИИ «Квант» относят формирование нескольких десятков исследовательских групп, создание проблемно-ориентированных микропроцессоров на базе перспективных архитектурных принципов, проведение исследований и разработок по новым моделям вычислений, эмуляцию многопоточных суперкомпьютеров с глобально адресуемой памятью, активизацию работ по сверхпроводниковой электронике и нанофотонике.

Сделано в России. Компания «РСК» представила свои системы HPC архитектуры «Торнадо» и PetaStream.
Сделано в России. Компания «РСК» представила свои системы HPC архитектуры «Торнадо» и PetaStream.

 

Фонд перспективных исследований подготовил план получения в среднесрочной и долгосрочной перспективе практически значимых результатов мирового и опережающего уровня в квантовых вычислениях и квантовых коммуникациях, включая квантовую криптографию и технологию синхронизации распределенных информационных систем. В нем сформулированы ожидаемые характеристики создаваемых средств и технологий, а также намечены пути их реализации.

В НИИФП одним из радикальных решений при создании альтернативной элементной базы считают переход к сверхпроводниковой электронике, основанной на эффекте Джозефсона и квантовании магнитного потока. Создание сверхпроводниковых интегральных схем (СПИС) на базе такой логики открывает дорогу к системам нового поколения.

Одна из ключевых задач построения суперкомпьютеров — разработка высокоскоростной коммуникационной сети, которая при объединении тысячи вычислительных узлов была бы способна обеспечить высокую пропускную способность и низкую задержку передачи сообщений. Специалисты НИЦЭВТ рассказали о проекте разработки отечественной высокоскоростной сети «Ангара» и представили данные оценочного тестирования коммуникационных адаптеров этой сети (СБИС ЕС 8430), соответствующих характеристикам InfiniBand при их использовании на небольшом кластере. Сейчас идет работа над следующим поколением интерконнекта.

Как считают специалисты ИНЭУМ, технологии, созданные при разработке российских многоядерных микропроцессоров с архитектурой «Эльбрус» и интегрированного с ними системного программного обеспечения, не уступают ряду зарубежных аналогов. В этой архитектуре используется явный параллелизм операций с возможностью одновременного исполнения свыше 40 операций за такт, что поддерживается оптимизирующим компилятором. Такие методы достижения высокой производительности превышают возможности традиционных суперскалярных архитектур, а аппаратная поддержка оптимизирующей двоичной трансляции в команды архитектуры «Эльбрус» обеспечивает совместимость приложений с x86.

На базе уже существующих и разрабатываемых поколений микропроцессоров с архитектурой «Эльбрус» создаются дополненные контроллерами, каналами обмена данными и программным обеспечением модули, при помощи которых реализуются полностью российские суперкомпьютерные системы. В перспективе планируется достичь экзафлопсной производительности. Как подчеркивают специалисты Российского федерального ядерного центра, экзафлопсные проекты требуют модернизации промышленности (перехода на проектные нормы 10–20 нм, применения оптических компонентов), разработки принципиально новой архитектуры, системного и прикладного ПО. По их мнению, для создания таких систем необходимы гибридные архитектуры с реконфигурацией компонентов в соответствии с исполняемыми процессами. Это потребует координации работ в рамках единого мультидисциплинарного государственного проекта.

На форуме были представлены новые продукты ведущих российских и зарубежных вендоров: системы «РСК Технологии» на базе процессоров Intel Xeon E5-2600 v3, решения IBM для высокопроизводительных вычислений (в том числе NeXtScale nx360 M4 c прямым водяным охлаждением), разработки Intel в рамках стратегии Exascale, системы HP Apollo 6000 и 8000.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF