Технологическая база развития современных архитектур.

Направление развития отечественных ВВС.

Развитие САПР микроэлектроники и стандартизация микроэлектронных производств создали предпосылки для появления предприятий, не имеющих собственных фабрик по производству микросхем, но эти предприятия разрабатывают микросхемы или их блоки, а производятся они на других фабриках.

В России суперкомпьютеры производятся, но не ввозятся.

Россия вошла в число стран, обладающих собственными системами производительностью в Tflop. Совместно с Белоруссией произведена система СКИФ и собственная российская разработка – МВС. Эти программы позволяют уже сейчас выпускать на рынок ВВС среднего класса. Работы в этой области продолжаются по следующим направлениям:

1. Освоение, развитие, внедрение наукоёмких технологий на базе ВМВС в промышленности и социально-экономической сферах.

2. Создание системного ПО ВМВС на базе новых вычислительных моделей.

3. Создание ВС следующего поколения, позволяющих достичь пиковой производительности в несколько Пflop (ПГц) и имеющих более высокий уровень реальной производительности, чем в современных системах.

 

Суперкомпьютеры и кластеры.

 

С некоторым упрощением любую ВВС можно представить как множество многопроцессорных вычислительных узлов, связанных одной или несколькими коммуникационными сетями. Важной общей характеристикой таких систем является логическая организация ОП, с которой работают вычислительные узлы.

ОП бывает:

· разделяемая для всех узлов;

· распределённая, т.е. доступная только для процессоров своего узла;

· распределённая разделяемая, т.е. доступная для процессоров как своего так и для других узлов.

ВМВС – высокопроизводительные многопроцессорные вычислительные системы – вычислительные кластеры, собранные из коммерчески доступных элементов. Такой подход стремительно развивается как в России так и за рубежом. Кластеры производятся на отечественном рынке – НИИ «Квант», ОАО «НИЦЭВТ». Некоторые ВМВС собираются по близким технологиям коммерческими копаниями. Более простые ВМВС собираются пользователем. Важным преимуществом кластерных ВМВС является доступность технологии сборки и возможность экономически эффективного получения достаточно высокой производительности. Сегодня наивысший уровень производительности суперкомпьютеров измеряется десятками Tflop. Кластерные системы с числом процессоров в несколько тысяч и производительностью до десяти Tflop уже относят к суперкомпьютерам. Кластерные системы с производительностью от 10 до нескольких сотен Гflop называются просто высокопроизводительными системами. Именно этот класс машин широко используется в современных высокотехнологичных отраслях промышленности, а также в социально-экономической сфере и представляет наибольший практический интерес. Для решения практических задач используют несколько типов ВМВС. Универсального решения пока нет. Для одних задач подходят одни системы, для других – другие. Это учитывают даже ведущие производители ВМВС выпуская системы разного типа. Одна из наиболее актуальных задач - преодоление низкой реальной производительности ВМВС. Без решения этой проблемы невозможно создание систем с производительностью в несколько Пflop, а также невозможно создание компактных и неэнергоёмких высокопроизводительных систем для новых образцов изделий. Работы в этом направлении очень активно ведутся за рубежом, особенно в США. В России такие исследования тоже начались, но существует заметное отставание в этой области от ведущих стран. Выполнение таких работ связано с глубоким пониманием всего существа вычислительных процессов, которые происходят в ВС при решении задач с пониманием и перестройкой моделей вычислений, разработкой новых моделей вычислений и с возможностью проведения интенсивных исследований на имитационных моделях. НИИ «Квант» выполнила МВС – 1000М (200Гflop) – кластерная система (768 серийных МП Alpha 21204), серийная коммуникационная сеть Mirinet-2000. МВС – 1000М входит в список 100 самых высокопроизводительных систем. Есть также ЕС1720 (на МП Pentium-4 Xeon).

Практическое применение кластерных ВМВС связано с выполнением на них популярных наукоёмких задач. Результаты этих работ уже используют в авиационной промышленности России. Адаптация и освоение пакетов инженерных расчётов – составная часть большого комплекса работ по постановке наукоёмких технологий на кластерные ВМВС. Данное направление – одна из основных тем проектов по национальным суперкомпьютерным программам в России.