На недавно прошедшем в Сан-Диего (Калифорния) Международном симпозиуме по физическому проектированию (International Symposium on Physical Design) руководитель серверного подразделения корпорации IBM Карл Андерсон в очередной раз обострил вопрос о скором прекращении действия закона Мура и необходимости развития новых перспективных технологических направлений, не связанных с наращиванием количества транзисторов на единицу площади микросхем (eetimes.eu/design/216403342). Причём главным барьером в ближайшие годы станут даже не фундаментальные законы микромира, а неподъёмные расходы на научные исследования и строительство производств.

По мнению Андерсона, перспективными являются три технологии, которые в настоящее время развиваются весьма интенсивно: оптронная связь, трёхмерные микросхемы и обработка данных с помощью графических ускорителей.

Особенно привлекательным выглядит последнее направление. Причина кроется в следующем. Эксперименты показали, что типичные приложения выполняются в 1,9 раза быстрее на двуядерных процессорах, в 3,1 раза быстрее на четырёхядерных и только в 4,5 раза быстрее на восьмиядерных (eetimes.eu/design/216500149). Зависимость между числом ядер процессора и его производительностью показана на диаграмме.

Такая зависимость связана с ограничениями на скорость обмена данными между процессором и основной памятью компьютера. В свою очередь, это означает, что дальнейшее повышение производительности за счёт многоядерности будет сопряжено со значительным удорожанием самих процессоров. Современные многоядерные процессоры достигают производительности в 100 GFlops.

Самые современные графические процессоры (Graphics Processing Unit, GPU) могут удорожить компьютер примерно на $350, а апгрейд компьютеров с помощью GPU позволяет достичь производительности порядка 1 TFlops. Для сравнения, первым компьютером, достигшим производительности 1 TFlops, был ASCI Red Национальной лаборатории Сандия (Sandia National Laboratory), запущенный в декабре 1996 года. Он стоил $55 млн и занимал площадь 232 м².

В настоящее время компьютеры на базе графических процессоров уже поставляют такие известные компании, как IBM, nVidia, ATI. В конце этого или начале следующего года новую архитектуру процессоров Larrabee, сочетающих центральные и графические процессоры, обещает представить Intel.

На прошлой неделе информационные агентства распространили сообщения о разработке компанией Evolved Machines (evolvedmachines.com) суперкомпьютера на базе 42 GPU nVidia Tesla C1060 и 14 четырёхядерных процессоров AMD Phenom, который может развивать производительность порядка 40 TFlops. Ожидается, что новая машина может войти в первую сотню рейтинга TOP 500, лидирует в котором гибридный комплекс IBM Roadrunner с производительностью 1,457 петафлопса (квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду). Использовать вычислительную систему Evolved Machines предполагается при проведении расчётов, связанных с изучением нейронных сетей. Стоимость системы пока не называется.

Более подробно с высокопроизводительными вычислительными системами на базе GPU nVidia Tesla, в том числе и персональными суперкомпьютерами, можно познакомиться на сайте nVidia: nvidia.ru/page/tesla_computing_solutions.html.

Сергей САНЬКО