Exascale computing

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Exascale computing (Экзамасштаб, экзаскейл, суперэвм экcафлопсного уровня) — термин, обозначающий гипотетические суперкомпьютеры с производительностью порядка одного эксафлопса (exaFLOPS), и инициативы XXI века по их созданию. Такая производительность в тысячу раз выше, чем у систем петафлопсного класса, появившихся в 2008 году[1]. Один эксафлопс равен тысяче петафлопс, миллиарду миллиардов (1018) операций над числами с плавающей точкой в секунду (обычно учитываются операции над числами в 64-битном формате IEEE 754).

Различные авторы прогнозировали в конце 2000-х годов возможное построение эксафлопсных систем не ранее чем в 2018—2020 годах[2]. По состоянию на конец 2018 года наиболее производительный суперкомпьютер Summit[3] достиг уровня производительности в 200,8 ПФлопс = 0,2 ЭФлопс при среднем энергопотреблении порядка 10 МВатт.

Построение эксафлопсных систем станет важным достижением компьютерной инженерии.

Ожидается достижение эксафлопсного уровня производительности при энергопотреблении порядка 10-20 МВт и размере суперЭВМ около 100-200 стоек[4]. Планируется, что первый экзафлопный суперкомпьютер "Aurora" появится в 2021 году в США[5][6].

Поддержка[править | править код]

Инициатива поддержана двумя правительственными агентствами США — Министерством энергетики США и Национальным управлением по ядерной безопасности (National Nuclear Security Administration)[7]. Технологии, полученные в данной инициативе, пригодились бы в различных вычислительно-интенсивных исследовательских областях, включая фундаментальные науки, инженерные науки, науки о Земле, биологию, науки о материалах, энергетике, и национальной безопасности[8].

В 2012 году США выделили 126 млн $ на программу по созданию эксафлопсных систем[9][10]. В 2014 году представитель офиса ASCR минэнерго США оценил, что эксафлопсный суперкомпьютер может быть создан к 2023 году[11].

В Европейском союзе действует три проекта по развитию аппаратных и программных технологий для эксафлопсных суперкомпьютеров:

  • CRESTA (Collaborative Research into Exascale Systemware, Tools and Applications),[12]
  • DEEP (Dynamical ExaScale Entry Platform),[13]
  • Mont-Blanc.[14]

В Японии институт RIKEN (Advanced Institute for Computational Science) планировал при участии Fujitsu создание системы эксафлопсного уровня к 2020-2021 годам с энергопотреблением не выше 30 МВт[15][16][11].

В 2014 году наблюдение за стагнацией суперкомпьютерной отрасли и рейтинга Top500 суперкомпьютеров мира привело некоторых журналистов к сомнениям в реализуемости эксафлопсных программ к 2020 году[17].

В декабре 2014 года разведывательное агентство США IARPA объявило о предоставлении многолетнего финансирования IBM, Raytheon BBN и Northrop Grumman по программе «Cryogenic Computer Complexity» («Криогенные компьютерные структуры»), которая предполагает развитие технологий построения суперкомпьютеров, использующих сверхпроводниковые логические элементы, с потенциальным выходом на уровень эксафлопса[18][19].

О планах также заявлял Китай[20].

К 2021 году корпорации Intel и Cray планируют создать первую в США экзафлопсную систему под названием Aurora для Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США[21][22].

Проблемы и задачи[править | править код]

Для создания эксафлопсных систем требуется решить множество задач как со стороны программного обеспечения (создать программы, эффективно исполняющиеся на миллионах ядер), так и со стороны аппаратного обеспечения[23]. Например, обычная компьютерная память, разрабатывавшаяся к 2014 году могла бы потреблять от единиц до десятков мегаватт на каждые 100 ПБ/с суммарной пропускной способности[24].

Примечания[править | править код]

  1. United States National Research Council. The potential impact of high-end capability computing on four illustrative fields of science and engineering. — The National Academies, 2008. — P. 11. — ISBN 978-0-309-12485-0.
  2. Scientists, IT community await exascale computers. Computerworld (7 декабря 2009). Дата обращения 18 декабря 2009.
  3. https://www.top500.org/lists/2018/11/
  4. Эксафлопсные суперЭВМ. 1 контуры архитектуры
  5. https://www.theverge.com/2019/3/18/18271328/supercomputer-build-date-exascale-intel-argonne-national-laboratory-energy
  6. https://www.popularmechanics.com/technology/infrastructure/a26886243/first-exascale-computer/
  7. Exascale Computing Requires Chips, Power and Money. Wired.com (8 февраля 2008). Дата обращения 18 декабря 2009. Архивировано 4 мая 2012 года.
  8. Science Prospects and Benefits with Exascale Computing. Oak Ridge National Laboratory. Дата обращения 18 декабря 2009. Архивировано 4 мая 2012 года.
  9. Obama Budget Includes $126 Million for Exascale Computing. Архивировано 24 февраля 2011 года.
  10. Экзафлопс для Обамы | Открытые системы. СУБД | Издательство «Открытые системы»
  11. 1 2 Патрик Тибодо. Суперкомпьютер экзамасштаба — к 2023 году., № 32, Computerworld Россия (14.12.2014). Дата обращения 8 сентября 2018.
  12. Europe Gears Up for the Exascale Software Challenge with the 8.3M Euro CRESTA project. Project consortium (14 November 2011). Дата обращения 10 декабря 2011.
  13. Booster for Next-Generation Supercomputers Kick-off for the European exascale project DEEP. FZ Jülich (15 November 2011). Дата обращения 10 декабря 2011.
  14. Mont-Blanc project sets Exascale aims. Project consortium (31 октября 2011). Дата обращения 10 декабря 2011. Архивировано 5 декабря 2011 года.
  15. Why the U.S. may lose the race to exascale // Computerworld, Patrick Thibodeau, Nov 22, 2013
  16. Тим Хорняк. Экзамасштаб по-японски, № 25, Computerworld Россия (13.10.2014). Дата обращения 8 сентября 2018.
  17. Supercomputer stagnation: New list of the world’s fastest computers casts shadow over exascale by 2020, extremetech.com, June 24, 2014
  18. US intel agency aims to develop superconducting computer. Reuters (December 3, 2014). Дата обращения 3 декабря 2014.
  19. Национальная разведка США заказала суперкомпьютер на сверхпроводниках, Лента.ру (8 декабря 2014). Дата обращения 11 декабря 2014.
  20. Китай построит компьютер экзамасштаба к 2020 году | Computerworld Online | Издательство «Открытые системы»
  21. https://press3.mcs.anl.gov/aurora/
  22. Road to Exascale Ends With Big News
  23. https://www.osp.ru/netcat_files/userfiles/MSKF_2015/Eysimont.pdf
  24. Joel Hruska. Forget Moore’s law: Hot and slow DRAM is a major roadblock to exascale and beyond (англ.), extremetech (July 14, 2014). Дата обращения 29 января 2017.

Ссылки[править | править код]