Három út a PFLOPS teljesítményű számítógépek felé

2004. június 20.

A DARPA (Defense Advance Research Projects Agency) kiválasztotta azt a három ajánlatot (céget), amelyek tovább versenyeznek a PETAFLOPS teljesítményű számítógépek megvalósításáért.
A DARPA 2002-ben hirdette meg háromfordulós pályázatát PETAFLOPS teljesítményű szuperszámítógépek fejlesztésére és megépítésére. A pályázatra öt nagy számítógépgyártó - Cray, HP, IBM, Silicon Graphics (SGI), Sun - küldte el terveit.

A bírálók három pályaművet találtak alkalmasnak arra, hogy a második fordulóban tovább versenyezhessenek. A három ajánlat szerzője a Cray, az IBM és a Sun. Most a három győztesnek részletesen ki kell dolgozni a szuperszámítógépek terveit, és működő részegységeket kell "letenni az asztalra". A második forduló pályaműveinek elbírálására 2006 közepén kerül sor. A DARPA ekkor kettőre csökkenti a versenyzők számát, a három szuperszámítógép-tervből kettőt választ ki, melyek prototípusát 2010-ig kell szállítani. A két PETAFLOPS teljesítményű rendszer üzembe helyezésére 2010 után kerül sor. A most kiválasztott három pályázó között a fejlesztési költségek fedezésére 150 millió dollárt osztottak szét egyenlő arányban.

A DARPA nyilvánosságra hozta a három győztes pályázat néhány részletét. Ezek elsősorban alapelvek, amelyek kijelölik azt az utat, melyen a három vállalat fejlesztői haladni kívánnak a cél, a PETAFLOPS teljesítményű szuperszámítógépek megvalósítása felé. Mind a három mű rendkívül érdekes, egymástól merőben eltérő gondolatokat tartalmaz:

Cray

  • A Cray "Cascade" kódnéven fejleszti PETAFLOPS teljesítményű szuperszámítógépét, amely nagy teljesítményű vektor- és skalárprocesszorokat tartalmaz. A rendszer ún. "nehézsúlyú" és "könnyűsúlyú" processzorokat foglal magában. A két processzortípus vektor- és többszálú (multi-threaded = MT) technikát használ. A processzorok csomópontokba vannak elrendezve, amelyek száma elérheti a több ezret. Valamennyi csomópont egy nehézsúlyú és több könnyűsúlyú processzort foglal magába. A nehézsúlyú processzor nagy sávszélességű csatornán keresztül csatlakozik a könnyűsúlyú processzorokhoz, amelyek saját memóriájukhoz is csatlakoznak. A Cascade könnyűsúlyú lapkák jellemzője a "processzor memóriában" (processor-in-memory = PIM) konstrukció, amely a lapkán a processzort memória áramkörökkel veszi körül. A PIM lapkák megoldhatják a tervezők problémáit a TFLOPS teljesítmény felé vezető úton. A Cray fejlett, processzorok közötti csatlakozást biztosító technológián is dolgozik.

IBM

  • Az IBM részben hasonló, részben más úton jár. Itt 49 mérnök fejleszti az új rendszert és az új lapkákat. A rendszer jellemzője az újra konfigurálható PIM lapka és a kétszintű főmemória. A POWER lapkákra a CPU (k) mellé hatalmas gyorsítótár(aka)t integrálnak, melyek tárolókapacitása maximum 1 GB és közvetlenül programozhatók. A "valós" főmemória ezen szint alatt van.

A kapcsoló alapú PIM lapkákat úgy tervezik, hogy a vektor- és a skalárkódokat egyaránt végre tudják hajtani, ezért a kapcsolókon keresztül újrakonfigurálhatók. A kapcsolók segítségével a lapkák a számítógép belsejében áthuzalozhatók. A logikai áramköröket a program valamennyi egymást követő szegmenséhez szabják. A "repülő" lapka röppen a vektortól a skalárhoz és vissza a vektorhoz. Mivel a szilíciumon felépített áramköröket az egyes funkciókhoz nem kell cserélni, a lapkák olcsón, nagy tömegben gyárthatók. Ezzel a technológiával nagy vektorrendszerek a fürtökhöz hasonló áron építhetők. A mai vektorgépek ötször magasabb áron produkálnak 1 TFLOPS teljesítményt, mint a skalár fürtök.

A konstrukció további részletei ma még szupertitkosak.

Sun

  • A Sunnál 100 mérnök dolgozik a "Hero" projekten, amelynek keretében fejlesztik a PETAFLOPS teljesítményű szuperszámítógépét. A tervezők itt elsősorban a memóriakésleltetések csökkentésére koncentrálnak és alacsony-késleltetésű architektúrát, valamint aszinkron processzorokat fejlesztenek Az utóbbiakat részben, vagy a teljes rendszerben használják. A nagy sebességű adatátvitelhez a "Proximity Communication" megoldást használják, amely a lapkák között ultra-gyors kommunikációt tesz lehetővé és biztosítja a gyorsítótár-koherenciát, valamint támogatja a lapkák között a vezeték nélküli információcserét. Az egyes lapkák adó-vevő áramkörökön és nem vezetékeken keresztül csatlakoznak egymáshoz. Még nincs eldöntve, de a szuperszámítógép valószínűleg a Niagara architektúrán alapul, amely nagyon egyszerű, 1 utasítás/ciklus teljesítményű magokat tartalmaz, mivel ezt egyszerűségénél fogva sokkal könnyebb aszinkron logikai áramkörökből felépíteni. A fejlesztők köztes aritmetika használatán is dolgoznak, amely több hasznos eredményt ad.
 
 
 

Kapcsolódó cikkek

 

Belépés

 

 

Regisztráció