Новый тип суперкомпьютеров умещается на рабочем столе

Молодая компания из калифорнийской Силиконовой Долины объявила о создании компьютера, который должен занять нишу между обычными настольными PC и суперкомпьютерами, занимающими целые залы. Инженерам впервые удалось втиснуть 96-процессорную систему в корпус-башенку, высотой всего 67 сантиметров.

Американская компания называется Orion Multisystems, а её новая концепция быстродействующего компьютера — "кластерная рабочая станция" (cluster workstation).

Фактически создатели чудо-машины претендуют на открытие нового класса компьютеров, заполняющего огромную пропасть (как по производительности, так, увы, и по цене) между самыми мощными классическими PC и несколькими гигантскими суперкомпьютерами, построенными в крупнейших научных центрах мира и занимающими большие залы.

Прежде, чем подробнее познакомиться с новой машиной, нужно сказать пару слов о мощных компьютерах, которые сейчас применяют дизайнеры, инженеры и учёные, сталкивающиеся с громадными массивами вычислений.

 

 

Более десятилетия назад свой взлёт переживали рабочие станции — по размерам — почти настольные компьютеры с двумя-четырьмя процессорами, обладающие феноменальной по тем временам производительностью для такого небольшого, в общем-то, размера.

Именно на таких машинах просчитывали сложную и объёмную (как в смысле 3D, так и в плане количества информации) анимацию или моделировали взаимодействие сложнейших белковых молекул.

Мощный кластер Orion DS-96, стоящий под столом, обманчиво невелик. Его можно принять за обычный офисный компьютер (фото с сайта news.com.com).

Заметим, спецэффекты в кино и биологические исследования сейчас — наиболее ресурсоёмкие по вычислительным мощностям отрасли, быть может, за исключением моделирования ядерных превращений и глобальных изменений климата.

Но сейчас на рынке классические рабочие станции не в фаворе. Там, где нужны колоссальные вычислительные мощности, инженеры и учёные выстраивают так называемые кластеры.

Это несколько штук (часто — несколько десятков штук) обычных PC или серверов, физически расположенных в одной стойке (в нескольких шкафах, на ряде стоек и тому подобное) и соединённых скоростной сетью.

Специальные программы заставляют работать эти машины, как единое целое, чем достигается высокая производительность. А использование почти серийных системных блоков (с некоторой доработкой) предполагает умеренную (по меркам компаний и исследовательских институтов) цену таких кластеров.

Однако цена вопроса всё равно высока. А поскольку желающих получить свой кусочек машинного времени на таких монстрах — велико — поступают так.

Дизайнер-аниматор, к примеру, создаёт заготовку сцены на своём настольном PC, прорабатывает персонажей, характер их движения и прочие детали. Точно так же поступают и его коллеги по компании.

Потом все дружно занимают очередь на кластер, который поочерёдно просчитывает для них штриховку, тени, освещение и прочие разные туманы на чудовищном числе кадров. Этот этап, собственно, и требует феноменальной производительности.

Аналогичный подход используется при таких работах, как моделирование физических и химических реакций или расшифровка генома.

Калифорнийские новаторы решили — так дело не пойдёт. И создали новый тип компьютера: рабочую станцию — кластер.

В единственный корпус-"башню", которая легко помещается под стол, да и на стол при желании тоже, поместили конгломерат из 96 процессоров.

Уже этот чисто механический, как кажется, трюк вызывает уважение к разработчикам. Ведь туда ещё нужно было втиснуть блоки питания, жёсткие диски и прочую начинку, соответствующую такому минисуперкомпьютеру.

Итак, перед нами новинка отрасли — Orion DS-96.

	Orion DS-96 — это 300 миллиардов операций в секунду упакованные всего в 86 килограмм компьютерного железа (фото с сайта orionmulti.com).

Корпус имеет ширину 42 сантиметра, высоту около 67 сантиметров и глубину 63 сантиметра.

Ораву процессоров создатели машины разместили на 8 специальных материнских платах, по 12 штук на каждой.

Между собой платы связаны шиной с пропускной способностью 10 гигабит в секунду, связь между отдельными процессорами — соответствующая.

Оперативная память у новой машинки составляет 192 гигабайта, а дисковое пространство — умопомрачительные 9,6 терабайт. И всё это, как ни удивительно, в одном корпусе.

Пиковая производительность машины составляет 300 миллиардов операций в секунду, а так называемая продолжительная — 150 миллиардов.

До кучи нужно добавить, что управляется супермашина одной из версий операционной системы Linux. А шум от блока не превышает 50 децибелов, что очень ощутимо, конечно, но от машины с такой начинкой (десятки "камней", жёстких дисков, вентиляторов…) ожидаешь намного большего "голоса".

Людям, не слишком сведущим в компьютерах, вряд ли будут интересны детали программного обеспечения параллельной работы такого массива процессоров.

Но все, наверное, заинтересуются простым вопросом — как инженеры всё это так плотно упихали в небольшой корпус и почему, ёлы-палы, там попросту всё не плавится?

Удивительно, но никакой специальной системы охлаждения с внешними радиаторами, трубопроводами с жидкостью и прочей экзотики тут нет — обычные вентиляторы, как и на традиционных системных блоках.

Проблема заталкивания в такой объём огромного дискового пространства была решена оригинально. Если вас попросят создать комп с огромной памятью, вы, скорее всего, выберете несколько дисков с максимальной, на сегодняшний день, ёмкостью. И проиграете.

Авторы нового компьютера разместили в нём 96 жёстких дисков с высокой плотностью записи. Каждый диск по 100 гигабайт и с диаметром всего в 2,5 дюйма.

Но главный секрет (который не секрет, конечно), позволивший так плотно упаковать электронику — это подбор процессоров.

Создатели машины не гнались за максимальной производительностью одного процессора и потому обойдёнными вниманием оказались многие популярные модели из вершины производственной линейки весьма именитых компаний (не будем уточнять), щеголяющие большими значениями тактовой частоты и прочим.

Они не подходили разработчикам потому, что "кушали" много электричества, которое, ясное дело, выделяется на процессоре в виде тепла.

Выбор пал на относительно скромные (по скорости) "камни" Efficeon от компании Transmeta.

Они потребляют в пике не более 8 ватт. Причём процессор оснащён технологией динамического контроля мощности, позволяющей очень гибко управлять расходом энергии в зависимости от текущей загрузки и снижать среднюю мощность, рассеиваемую чипом до ещё меньших величин.

Тут нужно сказать, что самые мощные одиночные процессоры потребляют более 100 ватт, а средние — обычно 30-60. Так что параметры Efficeon в этой части можно назвать выдающимися.

Заметим, как преимущество новинки её создатели отмечают общий низкий расход энергии (пик с учётом работы всей начинки, винчестеров, например, составляет 1,5 киловатта), что позволяет включать этот минисуперкомпьютер в обычную офисную электропроводку и экономить немало денег на счетах за электричество.

Сама машина стоит около $100 тысяч и будет доступна на рынке в конце 2004 года.

Цена поражает лишь на первый взгляд. Если хорошо посчитать, стоимость создания аналогичного кластера такой большой производительности из десятков обычных системных блоков окажется едва ли ниже, а скорее — и выше.

Что до расходов на электричество, то они на фоне таких цифр кажутся мелочью, но оцените — если ваша лаборатория, допустим, круглосуточно загружает работой 100 процессоров по 100 ватт каждый, сколько они съедят всего за один месяц?

Ряд специалистов, работа которых связана с обработкой больших массивов данных, уже проявили интерес к новинке. Дело не только в привлекательном соотношении цены и возможностей.

Суперкомп в обычном офисе, на (под) столом — это инструмент (рычаг) для пересмотра и совершенствования организации работы сотрудников компании или исследовательского центра.

Тем более, что калифорнийские умельцы не ограничились одной моделью, сработанной в рамках новой философии.

У сверхскоростного DS-96 есть младший брат — Orion DT-12 (он поступит в продажу уже осенью).

Orion DT-12 — высокая производительность в корпусе скромного десктопа (фото с сайта orionmulti.com).

В этой машине "всего" 12 центральных процессоров, стоящих на одной плате, 24 гигабайта оперативной памяти и 1 терабайт — на жёстких дисках. Пиковая производительность — 36 миллиардов операций в секунду.

Не такие впечатляющие цифры как у большой модели, но и это "круче", чем у обычного настольного компьютера.

Цена же этого чуда — менее $10 тысяч. Корпус же, на этот раз выполнен в виде плоского десктопа шириной 60 сантиметров, а высотой всего 10 сантиметров.

Как отмечают аналитики, с заявленными параметрами и ценами новинки вполне могут поспорить на равных с другими участниками рынка "тяжёлого" (читай, мощного) компьютерного "железа".

К тому же, калифорнийская компания объявила о сотрудничестве с рядом производителей специализированного научного софта, с целью оптимизации его для работы на многопроцессорной машине.

Нам же хочется особо отметить — идея создать суперкомпьютер далеко не из самых быстрых процессоров — гениально проста. Она очевидна. Когда это кто-то уже сделал до тебя.

Но в этой жизни очень многие, увы, предпочитают решения, что называется в лоб: "Нам нужно всё самое, самое, самое…" Так что изобретательным инженерам из Orion Multisystems можно поаплодировать.

Добавим, что родилась эта компания всего лишь в прошлом году.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru