Каждому более-менее осведомленному в компьютерных технологиях человеку имя Silicon Graphics (SGI) внушает если не благоговейный трепет, то, по крайней мере, безграничное уважение. Что неудивительно. Это - компания, которая стоит на переднем крае компьютерных технологий. Если сравнить ситуацию со временем золотой лихорадки, задача Silicon Graphics - разведывать новые месторождения, чтобы затем владеть приоритетными правами на их разработку.

Вся деятельность SGI связана с одной отраслью - компьютерной визуализацией. Учитывая тот факт, что 90% информации мы воспринимаем глазами, можно смело утверждать, что "компьютерная визуализация" безмерно расширяет не только производительность машины (действительно, производительность нужна неслабая), но и аналитические способности человека, сидящего за экраном монитора. С этим нельзя не согласиться.

Познакомимся поближе с таким поражающим воображение процессом, как компьютерная визуализация.

Раньше даже мощные рабочие станции умели создавать лишь убогие грубые проволочные каркасы, только напоминающие останки скелетов, а большая часть данных была представлена в виде длинных столбцов чисел, требующих последующей дешифровки. Центральный процессор просто не в состоянии был просчитывать сложные графические объекты. Ведь для того, чтобы создать на компьютере трехмерный объект, нужно соединить в одно целое тысячи мельчайших треугольников и более сложных полигонов. Затем эти фигурки надо превратить в зрелищный объект, наложив на них мириады мельчайших расцвеченных пикселей. И, наконец, в полученный образ требуется "вдохнуть жизнь", заставив его двигаться со скоростью не менее 30 кадров в секунду. Вот это и есть компьютерная визуализация.

В машинах SGI геометрический процессор просчитывает графические примитивы, создавая каркас модели, одновременно растровый процессор "натягивает" поверхность, покрывая предметы текстурой с помощью специального текстурного процессора. Таким образом можно в реальном режиме времени создать галерею живых образов, не уступающих в правдоподобии реальным прототипам. Технологии видео и компьютеров постепенно срослись, образовав единую технологию компьютерной визуализации.

Нередко графика ассоциировалась лишь с изысканным миром изящных искусств. Однако довольно быстро люди сообразили, что существует целый класс задач, например, из области гидро- и аэродинамики, молекулярного моделирования или промышленного дизайна, решение которых невозможно без трехмерной визуализации. Интерактивное моделирование дает возможность мгновенно получить ответ на вопрос типа "что, если...", и, как следствие, существенно сократить время на создание прототипов новых изделий.

Неудивительно, что подобные задачи требуют огромной вычислительной мощи. Именно для обеспечения соответствующей производительности своих систем не так давно Silicon Graphics приобрела известную своими суперкомпьютерами компанию Cray, являющуюся теперь суперкомпьютерным подразделением SGI - Cray Research, Inc. Технологические наработки Cray, безусловно, не стали лишними в "хозяйстве" Silicon Graphics.

Специфичные задачи, для решения которых предназначены станции Silicon Graphics, требуют, помимо уникальных процессоров, также специальной операционной системы и программного обеспечения. На "силиконах" стоят различные версии UNIX-подобной 64-разрядной операционной системы IRIX, последний вариант которой называется Cellular IRIX. О программном обеспечении нужно вообще говорить особо. В мире Silicon Graphics существует правило, что стоимость программного обеспечения должна соответствовать цене "харда", на котором оно (ПО) установлено. Таким образом, системы продаются по ценам порядка $10.000 и выше.

Основная задача графических подобных станций, привычное применение компьютерной визуализации - создание спецэффектов в видеофильмах (как это было в фильмах "Джуманджи", "Форрест Гамп" и многих других). Однако довольно быстро люди сообразили, что существует целый класс задач, например, из области гидро- и аэродинамики, молекулярного моделирования или промышленного дизайна, решение которых невозможно без трехмерной визуализации.

Я думаю, будут интересными примеры внедрения станций SGI, работы над реальными задачами и конкретные результаты. Что ж, посмотрим.

Silicon Graphics и Европейская лаборатория молекулярной биологии организовали в Европейском центре суперкомпьютерных технологий в Швейцарии живую демонстрацию анализа генома молекулы дрожжей. В течение трех дней ученые, находящиеся в 1000 географических точках земного шара, используя каналы World Wide Web и cерверы Challenge производства Silicon Graphics, одновременно получили доступ к результатам анализа сложной цепочки генетических кодов молекулярных соединений. Самые начальные результаты выявили четкую зависимость между некоторыми генами и целым набором физиологических свойств, на которые можно воздействовать с помощью специальных медицинских препаратов. Например, выделен ген застенчивости или ген тревожности. Разработка подобных препаратов уже ведется. Также ученые задумались над проблемой применения полученных данных к потребностям человека.

Суперкомпьютер Cray Y-MP 8E не так давно приобрел и Российский гидрометцентр. Предсказание будущего состояния атмосферы (прогноз погоды) требует разработки огромных массивов данных в самые сжатые сроки. Метеорологические станции, наблюдающие за погодой, расположены хаотично в различных населенных пунктах. В то же время математические модели прогноза погоды могут быть рассчитаны лишь в том случае, если исходные данные сосредоточены в точках, одинаково удаленных друг от друга (в узлах регулярной географической сетки). Начальный этап составления прогнозов как раз и состоит в том, чтобы перевести эти хаотические данные в значения на узлах регулярной сетки. К этому же стоит добавить громадный объем данных, полученных с искусственных метеорологических спутников Земли, морских судов, дрейфующих буев и самолетов. Чтобы несколько раз в сутки "переварить" всю эту информацию, необходим большой объем памяти и огромное быстродействие компьютера. Этим требованиям удовлетворяют технические характеристики суперкомпьютера Cray Y-MP 8E с векторно-конвейерной архитектурой, 8-ю процессорами, пиковой суммарной производительностью 2.4 Гфлоп, оперативной памятью 6 Гбайт, дисковой памятью 62 Гбайт и емкостью роботизированной системы хранения информации на картриджах 1300 Гбайт.

Таких примеров очень много. К сожалению, не хватит места их все перечислить.

Остается только добавить, что установленные в Беларуси станции Silicon Graphics можно без труда перечислить по памяти. А в это время США пересматривают правила экспорта из страны суперкомпьютеров. Как будет развиваться ситуация? Следите за новостями.

Анатолий АЛИЗАР,
[email protected]