Китайская математика

28 октября, незадолго до публикации очередного списка 500 мощнейших суперкомпьютеров мира, в Китае была представлена система Tianhe-1A ("Млечный путь-1А"), которая имеет все шансы возглавить список. Ее производительность составляет 2,5 петафлопса и более чем на 40 процентов превзошла достижение нынешнего лидера - американской системы Cray XT5 Jaguar.

Сразу отметим, что на настоящий момент китайский суперкомпьютер нельзя официально назвать "мощнейшим". Дело в том, что список 500 наиболее производительных вычислительных систем, лидеру которого и достается это звание, обновляется лишь два раза в год. Следующий список будет представлен на суперкомпьютерной конференции SC10, которая пройдет в США с 10 по 13 ноября.

Тем не менее, Tianhe-1A заслуживает внимания уже сегодня. Итак, система является усовершенствованной версией суперкомпьютера Tianhe-1, который входил в десятку мощнейших в мире согласно июньской редакции списка. При создании новой системы использовалось более 14 тысяч шестиядерных процессоров Intel Xeon, а также 7168 вычислительных модулей Nvidia Tesla M2050. Мощность Tianhe-1A составляет 4 мегаватта, а его создание обошлось в 88 миллионов долларов (2,7 миллиарда рублей).

Существенного роста по сравнению с предыдущим лидером мирового рейтинга, американским суперкомпьютером Cray XT5 Jaguar, создателям "Млечного пути" удалось добиться во многом благодаря использованию графических модулей. Jaguar, расположенный в Национальной лаборатории Оук Ридж (Oak Ridge), построен исключительно на шестиядерных компьютерных процессорах AMD Opteron. Между тем графические процессоры начинают пользоваться все большей популярностью при строительстве суперкомпьютеров, в частности, на этих же процессорах Nvidia построена и вторая по мощности китайская система - Nebulae. Графические модули благодаря наличию гораздо большего числа ядер способны обрабатывать большее количество задач в параллельном режиме.

Ранее они редко использовались в суперкомпьютерах из-за сложностей при программировании для решения прикладных задач. Однако, теперь, с запуском Tianhe-1A, наметился очевидный прорыв в технологии создания суперкомпьютеров. И не исключено, что в 2010 году первая десятка рейтинга претерпит существенные изменения.

Возвращаясь к Китаю, отметим, что этой стране за последнее время удалось совершить существенный прорыв в списке Топ 500. Так, в июньской редакции списка насчитывалось в общей сложности 54 системы, производительность которых превышает 100 терафлопс (0,1 петафлопса). И пять из этих машин находятся в Китае. Абсолютным лидером этого списка являются США, построившие 21 систему. Причем в Америке находятся 9 из 12 мощнейших суперкомпьютеров мира. Россия, например, делегировала в этот перечень лишь 3 машины, лучшая из которых - "Ломоносов", установленный в суперкомпьютерном центре МГУ - занимает 13 место, ее мощность составляет 420 терафлопс.

Чтобы понять масштабы отставания, наметившегося между мощнейшими системами в России и в мире, достаточно сравнить два списка - Tоп500 мировых суперкомпьютеров и Топ 50 российских. Как видно даже при беглом сравнении, Россия находится не на ведущих позициях в мире.

Не исключено, что отставание от США, а также активность Китая в области построения суперкомпьютеров, стали причиной для более пристального интереса правительства России к мощным вычислительным системам. Так, стало известно, что государственный Внешэкономбанк решил вложиться в одного из крупнейших российских производителей суперкомпьютеров - компанию "Т-Платформы". Именно эта фирма, в частности, собирала "Ломоносова". Также "Т-Платформы" в сентябре выиграли контракт на усовершенствование мощнейшего российского суперкомпьютера. Тогда предполагалось, что за 465 миллионов рублей его производительность будет увеличена на четверть - до 510 терафлопс.

Однако правительство решило не ограничиваться одним только "Ломоносовым". Так, в конце сентября ректор МГУ Виктор Садовничий поделился информацией о создании в России суперкомпьютера производительностью до 1 петафлопса (квадриллиона, или 10 в 15 степени операций с плавающей запятой в секунду). А уже в начале октября производительность еще не существующей вычислительной системы МГУ выросла до полутора петафлопс, что автоматически поставит ее в тройку мощнейших систем в мире.

Правда, не совсем понятно, из каких средств будет финансироваться создание этих систем. Дело в том, что всего правительство предусмотрело выделить ряду вузов страны 5 миллиардов рублей, а впоследствии стало известно о выделении дополнительных 11 миллиардов рублей. Уточним, что получателем этих средств является не только МГУ. Однако, очевидно, что ректор главного университета страны рассчитывает на бюджетное финансирование при создании этих суперкомпьютеров.

Тут уместно еще раз напомнить, что создание 2,5-петафлопсового Tianhe-1А обошлось Китаю примерно в 2,7 миллиарда рублей. Таким образом, стоимость системы при расчете на терафлопс составит 1,083 миллиона.

Правда, есть еще российские реалии, для которых надо применять другую математику. Дело в том, что стоимость госконтракта на создание "Ломоносова" с его 420 терафлопс составляла 1,7 миллиарда рублей (что равняется свыше 4 миллионов рублей на терафлопс). Таким образом, "Ломоносов" по этому показателю вышел в четыре раза дороже, чем Tianhe. Понятно, что столь существенная разница между этими двумя цифрами во многом объясняется тем, что китайцы использовали гораздо более производительные и экономичные графические процессоры. Однако не исключен и чисто "российский" фактор, из-за которого стоимость отечественной системы в итоге стала выше, чем могла бы быть.

В любом случае, создание мощного российского суперкомпьютера станет для нас положительным опытом. Причем столь производительная система, которую запланировал МГУ, сможет служить не только для научных целей. Она также пригодится и для расчетов оборонных ведомств, при авто- и мотостроении.

Главное, чтобы на создание этой системы не была потрачена большая часть выделенных вузам средств. Ведь суперкомпьютеры придуманы в первую очередь для расчетов. А рассчитывать-то что будем?