Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Прогноз развития супер ЭВМ

и  разработки  по  суперсистемам
стимулируют  целый  комплекс  фундаментальных  и  прикладных   исследований,
результаты которых используются  в  дальнейшем  в  других  областях.  Прежде
всего,  это  касается  архитектуры  и  схемотехники  вычислительных   машин,
высокочастотных  интегральных  схем  и  средств  межсоединений,  эффективных
систем отвода тепла. Не менее важны результаты по методам  распараллеливания
при выполнении отдельных операций и участков программ на аппаратном  уровне,
методам построения параллельных алгоритмов, языков и программных систем  для
эффективного решения больших задач.
     В  развитии  вычислительных  средств  можно  выделить   три   основные
проблемы:
     - повышение производительности;
     - повышение надежности;
     - покрытие семантического разрыва.
     Этапы развития вычислительных средств принято различать по  поколениям
машин.  Характеристика  поколения  определяется  конкретными   показателями,
отражающими  достигнутый  уровень  в  решении  трех  перечисленных  проблем.
Поскольку  подавляющий  вклад  в  развитие  вычислительных  средств   всегда
принадлежал  технологическим  решениям,   основополагающей   характеристикой
поколения машин считалась  элементная  база.  И  действительно,  переход  на
новую элементную базу  хорошо  коррелируется  с  новым  уровнем  показателей
производительности, надежности и сокращения семантического разрыва.
     В настоящее время  актуальным  является  переход  к  новым  поколениям
вычислительных средств. По  сложившейся  традиции  решающая  роль  отводится
технологии  производства  элементной  базы.  В  то   же   время   становится
очевидным, что технологические решения утратили монопольное положение.  Так,
например, в  ближайшей  перспективе  заметно  возрастает  значение  проблемы
покрытия семантического разрыва, что  отражается  в  необходимости  создания
высокосложных  программных  продуктов  и  требует   кардинального   снижения
трудоемкотси  программирования.  Эта   проблема   решается   преимущественно
архитектурными  средствами.  Роль  технологии  здесь   может   быть   только
косвенной:  высокая  степень  интеграции  создает  условия  для   реализации
архитектурных решений.
     В настоящее время одним из доминируюших направлений развития  суперЭВМ
являются вычислительные  системы  c  MIMD-параллелизмом  на  основе  матрицы
микропроцессоров. Для создания подобных вычислительных систем, состоящих  из
сотен и тысяч связанных процессоров, потребовалось  преодолеть  ряд  сложных
проблем как в программном  обеспечении  (языки  Parallel  Pascal,  Modula-2,
Ada), так  и  в  аппаратных  средствах  (эффективная  коммутационная  среда,
высокоскоростные средства обмена, мощные микропроцессоры).  Элементная  база
современных выcокопроизводительных систем характеризуется  выcокой  степенью
интеграции (до 3,5 млн. транзисторов  на  кристалле)  и  высокими  тактовыми
частотами (до 600 МГц).
      В настоящее время все фирмы и все университеты США, Западной Европы  и
Японии, разрабатывающие суперЭВМ, ведут интенсивные исследования  в  области
многопроцессорных суперЭВМ с массовым параллелизмом,  создают  множество  их
типов, организуют их производство и ускоренными  темпами  осваивают  мировой
рынок в этой области. Многопроцессорные ЭВМ  с  массовым  параллелизмом  уже
сейчас существенно опережают по производительности традиционные  суперЭВМ  с
векторно-конвейерной  архитектурой.   Системы   с   массовым   параллелизмом
предъявляют меньшие требования к микропроцессорам и элементной базе и  имеют
значительно меньшую  стоимость  при  любом  уровне  производительности,  чем
векторно-конвейерные суперЭВМ. Уже в текущем десятилетии  производительность
суперЭВМ  с  массовым  параллелизмом  достигнет  колоссальной   величины   (
десятков тысяч миллиардов операций в секунду с  плавающей  запятой  над  64-
разрядными числами (десятков Тфлопс).
      На ежегодной конференции в Чепел-Хилл(Сев.Каролина) представлен проект
фирмы IBM, целью которого является создание  гиперкубического  параллельного
процесора в одном корпусе.  Конструкция,  названная  Execube,  имеет  8  16-
разрядных  микропроцесоров,  встроенных  в  кристалл   4Мбит   динамического
ЗУ(ДЗУ).  При  этом  степень  интеграци  составляет  5  млн.   транзисторов.
Микросхема изготовлена по КМОП-технологии с тремя уровнями  металлизации  на
заводе IBM Microelectronic (Ясу,Япония). Execube представляет собой  попытку
повышения степени интеграции процессора с памятью путем  более  эффективного
доступа к информации ДЗУ. По существу,  память  превращается  в  расширенные
регистры процессоров. Производительность микросхемы составляет 50 млн оп/с.
      Фирма CRAY Research обёявила о  начале  выпуска  суперкопьютеров  CRAY
T3/E.   Основная   характеристика,   на   которой   акцентировали   внимание
разработчики  -  масштабируемость.  Минимальная  конфигурация  составляет  8
микропроцессоров, максимальная- 2048.  По  сравнению  с  предыдущей  моделью
T3/D соотношение цена/производительность снижена в 4 раза  и  составляет  60
долл/Мфлопс, чему способствовало применение недорогих процессоров DEC  Alpha
EVC, изготовленных по КМОП-технологии. Предполагаемая стоимость модели  Т3/Е
на основе 16 процессоров с 1-Гбайт ЗУ составит 900  тыс.  долларов,  а  цена
наиболее мощной конфигурации (1024  процессора,  ЗУ  64  Гбайт)  -39,7  млн.
долларов при пиковой производительности 600 Гфлопс.
      Одним   из   способов   дальнейшего    повышения    производительности
вычислительной системы является объединение суперкомпьютеров в кластеры  при
помощи  оптоволоконных  соединений.  С  этой  целью  компьютеры  CRAY   T3/E
снабжены  каналами  ввода/вывода  с  пропускной  способностью  128  Гбайт/с.
Потенциальные заказчики проявляют повышенный  интерес   к  новой  разработке
фирмы.  Желание  приобрести  компьютер  изъявили   такие   организации   как
Pittsburgh Supercomputer Center, Mobile Oil, Департамент по  океанографии  и
атмосферным исследованиям США. При этом подписано  несколько  контрактов  на
изготовление  нескольких компьютеров 512-процессорной конфигурации.
      Среди  японских  компаний  следует  выделить  фирму  Hitachi,  которая
выпустила суперкомпьютер SR2201  с  массовым  параллелизмом,  содержащий  до
2048 процесоров. В  основе  системы  переработанная  компанией  процессорная
архитектура RA-RISC  от  фирмы  Hewlett-Paccard.  Псевдовекторный  процессор
функционирует под управлением ОС HP-UX/MPP Mash  3.0.  В  компьютере,  кроме
того, использована система поддержки параллельного  режима  работы  Express,
созданная  корпорацией  Parasoft   и   получившая   название   ParallelWare.
Производительность нового компьютера составляет 600 Гфлопс. К марту 1999  г.
фирма планирует продать 30 суперкомпьютеров.
      Одним   из   наиболее   масштабных   проектов   в   области   создания
вычислительных средств с массовым параллелизмом является проект фирмы  Intel
по   разработке   самого    быстродействующего    компьютера    на    основе
микропроцессоров шестого поколения P6. Новая система ,  которую  планируется
установить  в  Sandia  National  Laboratories   будет   состоять   из   9000
процессоров Pentium P6  и  иметь  пиковую  производительность  1000  ГФлопс.
Заказчиком системы является министерство энергетики США. При  этом  основной
областью применения будет являться моделирование подземных  ядерных  взрывов
, что позволит тратить 25 млн. долларов в год вместо 300 млн.
      За  последнее  десятилетие  имеет  место  следующая  днинамика   роста
производительности параллельных вычислительных систем в США:
1987 г. - 50 Мфлопс
      1989 г. - 1 Гфлопс(суперкомпьютеры СМ)
      1991 г. - 10 Гфлопс(векторные процессоры и процессоры серии 528)
      1994г. - 100 Гфлопс (CRAY,PARAGON)
      1996-1997гг. – 200-500 Гфлопс (комбинация векторного процессора и куба
      поточной обработки).
      1998-1999 гг. –1000-3000 Гфлопс (ASCI, T3E)
Особо выдающимися характеристиками отличаются суперкомпьютеры в середине 90-
х годов:

- Фирма IBM ALPS (1024 процессора RS6000, производительность 50 Гфлопс);
-Intel Paragon XPS (1872 процессора, производительность 72,9 Гфлопс);
- Thinking Mashines CM5 (512 процессоров Super Spark, производительность  83
Гфлопс);
- NCube 2SM80 (8192 процессора, производительность 84Гфлопс);
- Numerical Wind Tunnel (140 процессоров, производительность 124  Гфлопс  на
тестах LINPACK);
-   Intel   Paragon   XPS   Supercomputer    (4000    процессоров    1860XP,
производительность 300 Гфлопс)
- Сray Research MPP System (2048  процессоров  Alpha,  производительность  -
300 Гфлопс)
- Thinking Mashines CM5 (16384 процессора  Super  Spark,  производительность
1000 Гфлопс)
      Краткие   харатеристики    наиболее    распространенных    современных
суперкомпьютеров приведены ниже

                               IBM RS/6000 SP2

      Производитель  -International  Business  Machines   (IBM),   отделение
RS/6000.
      Класс архитектуры: Масштабируемая массивно-параллельная вычислительная
система (MPP).
      Узлы имеют архитектуру рабочих станций RS/6000.  Существуют  несколько
типов "SP-узлов", которые  комплектуются  различными  процессорами:  PowerPC
604e/332MHz, P2SC/160MHz, POWER3/MHz (более ранние  системы  комплектовались
процессорами  POWER2/66  и  77MHz).  Возможна   установка   узлов   с   SMP-
архитекутурой - до 4 процесоров PowerPC. Объем памяти для POWER3-узлов -  до
4GB, для PowerPC-узлов - до 3GB.
      Доступны конфигурации SP от 2 до 128 узлов (и до 512  по  специальному
заказу). Узлы устанавливаются в "стойки" (до 16 узлов в  каждой).  Одна  SP-
система может содержать узлы различных типов.
      Узлы связаны между собой высокопроизводительных коммутатором (IBM high-
performance switch), который имеет многостадийную  структуру  и  работает  с
коммутацией пакетов.
Cистемное ПО:  OC  AIX  (устанавливается  на  ка
12345
скачать работу

Прогноз развития супер ЭВМ

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ