Szuperszámítógépek új generációját fejlesztik az Egyesült Államokban
[DARPA/HPCWire/HWSW] Szuperszámítógépek új generációjának kifejlesztésére adott megbízást az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma, melyek alkalmazásával a nemzetbiztonsághoz és tudományos kutatás-fejlesztéshez szükséges technológiai alapokat kívánják biztosítani. A négy éve elindított, harmadik fázisába lépett projekt érdekessége, hogy a költségek megosztása érdekében kereskedelmileg is hasznosítható technológiát, termékeket ír elő a nyertes Cray és IBM számára.
Szuperhatalomnak szuperszámítógép kell
A hidegháborúban életre hívott, és többek között az internet kifejlesztéséért is felelős Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) 2002-ben indította el a "magas produktivitású számítógéprendszerek" (High Productivity Computing Systems, HPCS) létrehozására irányuló programot, melybe számos olyan kormányzati szervet bevont, amik igényt tarthatnak hatalmas, petaflopsos (ezer milliárd művelet másodpercenként) tartományban mozgó számítási kapacitásra.
A HPCS célja olyan masszívan párhuzamos rendszerek kidolgozása, melyek kapacitása annak extrém nagysága mellett valóban ki is aknázható, mégpedig hatékonyan, rugalmasan. Az összesen 494 millió dollárnyi forrást (Cray 250 , IBM 244 millió) az amerikai Nemzetbiztonsági Hivatal, az Energetikai Minisztérium, valamint a nukleáris fegyverarzenálért felelős Nemzeti Nukleáris Biztonsági Hivatal biztosítja. William Harrod, a programért felelős vezető elmondta, hogy a HPCS célja, hogy segítsen fejlett járművek, fegyverek kifejlesztésében, haditervek kidolgozásában és események szimulálásában, hírszerzési feladatokban, valamint a kormányzati szempontból kritikus kutatás-fejlesztésekben.
A Cray és az IBM előtt álló kihívás nagy része nem a gépek kiépítésében rejlik, hanem a megfelelő szoftverek, fejlesztői eszközök megalkotásában. Miközben mára akár több tízezer processzort tartalmazó szuperszámítógépes konfigurációk is építhetőek, a kód ilyen mértékű párhuzamosítása nem triviális feladat sem a programozók, sem a fordítóprogramok számára. A program előírja, hogy a két vállalatnak 18 hónapon belül prezentálni kell saját szoftvereinek terveit, melyek alkalmasak arra, hogy legalább 2 petaflops teljesítményt csikarjanak ki a hardverből, és 4 petaflopsig skálázódjanak.
A másik, talán ennél sokkal extrémebb követelmény a memóriarendszerrel kapcsolatos. A gépeknek legalább 8 ezer milliárd írásműveletet kell tudniuk lekezelni másodpercenként a jövőben, a 64 ezerig való skálázódás célkitűzése mellett. Összehasonlításképpen a világ legnagyobb teljesítményű számítógépe, az IBM Blue Gene/L 35 milliárdra képes, ami 228-ad része az elérni kívántnak. Az erre képes hardver terveit 30 hónapon belül, vagyis 2009 közepére kell bemutatni, míg a prototípust az év végére kell demonstrálniuk, végül az évtized végére teljesen működő rendszereket kell rendelkezésre bocsátaniuk a cégeknek, hogy a kormányzati szervek kiértékelhessék azt.
Fejlesztési előny a riválisokkal szemben
A technológiai megvalósítás mellett a Cray és az IBM feladata lesz az is, hogy üzleti tervet dolgozzanak ki a fejlesztésekre és a termékek kereskedelmi értékesítésére. A kormányzati pénzek ezzel a két vállalat kutatás-fejlesztési büdzséjét dagasztják, vagyis azok jövőbeni termékeinek versenyképességét javítják. Ezért cserébe a DARPA megköveteli, hogy a HPCS programmal kapcsolatban a kormányzati pénzeknél legalább egyharmaddal nagyobb befektetést kell eszközölnie a két vállalatnak, vagyis a Cray és az IBM egyenként legalább 500-500 millió dollárt költ majd erre.
A Cray által fejlesztett HPCS kódneve Cascade, mely a heterogén feldolgozási modellre utal. A cél az, hogy a szoftverek dinamikusan allokálják a számításokat a többféle architektúrából felépülő hardveren. A Cray elképzelései szerint az AMD Opteron mellett különféle vektorchipeket és alkalmazás-specifikus gyorsítókat is magába foglal a rendszer. A tervek alapján a rendszerek derekát nyolcmagos Opteron chipek és az AMD által nemrég felvásárolt ATI grafikus chipekből származtatott processzorok fogják képezni.
Az IBM a DARPA által biztosított források segítségével elsősorban saját Power-platformjának fejlesztési költségvetését kívánja felpumpálni, ami a Power 7 és az azt követő processzorokat, valamint az AIX operációs rendszert erősíti. Ravi Arimili, az IBM egyik vezető tervezője szerint, aki a Power 7 fejlesztéseiben is érintett, HPCS révén az IBM magasan túlszárnyalja majd az iparágban hagyományosnak tekinthető fejlesztési ütemet, mely másfél-kétévente duplázódó tejlesítményt jelent.