Мощность суперкомпьютеров вплотную приблизилась к рубежу, когда становится возможным рендеринг модели физического мира в реальном режиме времени. Такое мнение высказал Майкл Макгиган (Michael McGuigan) из Брукхейвенской национальной лаборатории. По его словам, уже через несколько лет суперкомпьютеры смогут пройти "графический тест Тьюринга", то есть создать такую виртуальную реальность, которую человек не в состоянии будет отличить от физического мира.

В принципе, уже сейчас суперкомпьютеры способны на рендеринг реалистичного видео, неотличимого от реальности. Проблема только в том, что такой рендеринг требует часов, дней и недель непрерывных расчётов. Чтобы пройти графический тест Тьюринга, говорит Макгиган, компьютеры должны осуществлять рендеринг в реальном режиме времени на 30 кадрах/с.

Для проверки возможностей современной техники Майкл Макгиган воспользовался служебным положением и запустил расчёт виртуальной реальности на одном из самых мощных суперкомпьютеров мира BlueGene/L, который установлен в Брукхейвенской национальной лаборатории. Этот кластер из 18 шкафов, в каждом из которых по 2048 процессоров и по терабайту оперативной памяти, обладает производительностью 103 терафлопса (103 триллиона операций с плавающей запятой в секунду).

Оказалось, что программа для моделирования естественного освещения Tachyon 0.98 работает на кластере из 6144 процессоров примерно в 822 раза быстрее, чем на обычном ПК (она не очень хорошо оптимизирована на распараллеливание вычислений). На обычном Pentium IV с тактовой частотой 3 ГГц рендеринг одного 17,6 мегапиксельного кадра размером 4548х3860 занимает 2171 секунд, то есть 36 минут.

Задействуя полную мощность суперкомпьютера и при нормальном распараллеливании программа уже сейчас вполне способна осуществлять расчёты real time, так что человек не сможет отличить виртуальную модель освещения от реальной.

Расчёт освещения - очень важная, но далеко не единственная проблема, которую надо решить для прохождения графического теста Тьюринга. Вторая необходимая составляющая - это анимация с высоким разрешением в реальном режиме времени, но и эта задача по зубам суперкомпьютерам будущего. По оценкам Макгигана, на обман человека будут способны первые петафлопные суперкомпьютеры с производительностью более 1000 терафлопс. Они появятся уже очень скоро.

Результаты своего исследования Майкл Макгиган опубликовал в научной работе "Toward the Graphics Turing Scale on a Blue Gene Supercomputer" (arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0801/0801.1500v1.pdf).

Конечно, не все согласны с такими смелыми заявлениями. Критики возражают Макгигану, что окружающая нас реальность глубже одного пиксела, то есть рендеринг видимых глазу пикселов возможен только если рассчитывать все физические процессы, невидимые человеческому глазу. Для моделирования ходьбы человека нужно моделировать всю систему внутренних органов, вплоть до расчёта кровообращения. Это не просто анимация. Тут потребуется гораздо больше вычислительной мощности, чем 1 петафлопс.

Анатолий АЛИЗАР