يصنف الكمبيوتر العملاق دون تغيير إلى حد كبير ، ولكن الجلوس محكم

لم تتغير قائمة أحدث أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأسرع في العالم كثيرًا ، لكن عرض الحوسبة الفائقة السنوي (SC14) تضمن الكثير من النقاش حول الأنظمة الجديدة في القائمة ، بالإضافة إلى العديد من إعلانات الحوسبة عالية الأداء ، مثل المعجلات الجديدة من Intel و نفيديا.

بقي الكمبيوتر العملاق Tianhe-2 الصيني ، الذي يستخدم معالجات Intel Xeon CPU و Xeon Phi ، في المرتبة الأولى في قائمة Top500 بأعلى أداء بلغ 54.9 بيتلافلوبس (رباعيات عمليات الفاصلة العائمة في الثانية). في هذا العام ، في الواقع ، كانت أفضل تسعة أنظمة متطابقة مع الإضافة الجديدة الأولى في المرتبة العاشرة - وهي عبارة عن جهاز نظام حكومي أمريكي غير محدد يمثل Cray CS-Storm مدعومًا بمعالجات Intel Xeon E5-2660 v2 CPU ووحدات معالجة الرسومات Nvidia K40 ، المتصلة عبر بتقنية InfiniBand.

علاوة على ذلك ، كان هناك 78 نظامًا جديدًا ، على الرغم من أن هذا رقم قياسي جديد. وبشكل عام ، يبدو أننا نشهد تباطؤًا في معدل نمو الطاقة الإجمالية للأنظمة 500.

تستند تصنيفات هذه الأنظمة إلى معيار LINPACK ، على الرغم من أن هناك عددًا من الجهود المبذولة الآن حول إنشاء معايير جديدة تهدف إلى أنواع مختلفة من الحوسبة. لقد وجدت أنه من المثير للاهتمام أنه في خطاب ألقاه في المعرض ، قال هورست سيمون ، محرر قائمة Top500 ، إنه على الرغم من الهدف من الوصول إلى جهاز كمبيوتر exascale - 1 exaflops في الثانية (ما يقرب من 1000 petaflops) - بحلول عام 2020 ، يعتقد أنه من المحتمل خذنا حتى نهاية عام 2024. ويعزى ذلك جزئيًا إلى أننا سنحتاج إلى المزيد من تقنيات توفير الطاقة - مثل الضوئيات السيليكونية والتكامل ثلاثي الأبعاد والتغليف - للحفاظ على الطاقة اللازمة لنظام exascale حتى 20 ميجاوات. هذه هي النظم الكبيرة.

على الرغم من عدم وجود تغييرات كبيرة في الجزء العلوي ، فقد سمعنا إعلانين جديدين - لا سيما تلك الصادرة عن Intel و Nvidia ، والتي قد تشير إلى الأجهزة الأسرع.

كان برنامج Nvidia ، الذي بدأت وحدة معالجة وحدات معالجة الرسومات (GPU) ولغة CUDA بالفعل في التحرك نحو المعجلات والمعالجات الثانوية في الحوسبة عالية الأداء ، ممتلئًا بالعديد من الأنظمة. وهو يقدم حاليًا مسرع K40 ، وأعلن في المعرض عن الإصدار التالي ، Tesla K80 ، الذي يستخدم منهجية GPU ثنائية لتقديم ما تقوله الشركة إنه أداء أعلى تقريبًا مرتين ومضاعفة عرض النطاق الترددي للذاكرة من سابقتها.

وتقول نفيديا إن K80 توفر 4،922 نواة CUDA و 24 ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ولديها قدرة قصوى تبلغ 2.91 ترافلوبس لكل لوح. من المثير للاهتمام أن K80 متاح الآن وأن العديد من صانعي الأنظمة يقدمون بالفعل أنظمة مع اللوحة. على سبيل المثال ، عرضت Dell خوادم PowerEdge C4130 الجديدة ، والتي تسمح لك بتركيب ما يصل إلى أربع لوحات تسريع Nvidia (أو معالجات Intel Xeon Phi) في خادم 1U ، مع إصدار K80 يوفر ما يصل إلى 7.2 teraflops في كل صندوق. هذه مجرد كمية مجنونة من الطاقة الحاسوبية في الرف (على الرغم من أنها ستستخدم الكثير من الطاقة وتحتاج إلى الكثير من التبريد).

في هذه الأثناء ، أعلنت إنتل أن الإصدار التالي من شريحة Xeon Phi - إصدار يعرف باسم Knight's Landing والتي يجب أن تبدأ أول أنظمة تجارية الشحن في العام المقبل - لديها الآن أكثر من 50 عميلاً يخططون لاستخدام إصدار المعالج الجديد من الجزء (حيث يعمل Xeon Phi كمعالج للنظام) في أجهزة الكمبيوتر العملاقة الجديدة. تستخدم العديد من الأنظمة إصدار بطاقة المعالج PCIe للمنتج.

من بين عملاء Knights Landing جهاز الكمبيوتر العملاق Trinity ، وهو جهد مشترك بين Los Alamos و Sandia National Laboratories و Cori supercomputer ، الذي أعلنه المركز الوطني لأبحاث الطاقة (DOE) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (NERSC). من المفترض أن تقدم Knight's Landing حوالي 3 ترافلوبس من الأداء ، وستدمج تقنية النسيج Omni-Path التي تعتمد على السيليكون الضوئيات من Intel ، والتي قالت الشركة إنها ستوفر سرعة خط 100 جيجابت في الثانية وزمن انتقال أقل بنسبة 56 بالمائة من بدائل InfiniBand. (لاحظ أن موفري InfiniBand يتحدثون الآن عن الإصدارات الجديدة أيضًا).

وقالت إنتل إن المتابعة ، المعروفة باسم Knight's Hill ، سيتم بناؤها باستخدام تقنية Intel 10nm العملية ، وستستخدم الجيل التالي من نسيج Omni-Path. سيترتب على Knight's Landing ، لكن التوقيت الدقيق لم يتم الكشف عنه.

لا يجب تركها خارج المعادلة AMD ، التي أعلنت وتم عرض بطاقة FirePro S9150 أحادية المعالج ، والتي تقول إنها يمكن أن توفر 2.53 ترافلوبس من الأداء. هذا النظام ، المبرمج باستخدام OpenCL ، يشحن بالفعل.

في الواقع ، تصدّر حاسوب عملاق جديد يسمى L-CSC من مركز GSI Helmholtz Center ، استنادًا إلى وحدات معالجة الرسومات S9150 و Intel Xeon 2690v2 ذات المعالجات 10 النواة ، الإصدار الجديد من قائمة Green500 ، التي تسرد أجهزة الكمبيوتر العملاقة بترتيب معالجة الطاقة لكل واط. كانت هذه المرة الأولى التي يتمكن فيها النظام من تجاوز 5 جيجابت / وات (مليارات العمليات في الثانية لكل واط). ملاحظة في تلك القائمة ، كان نظام المركز الثاني هو نظام Suiren ، المدعوم من مسرعات PEZY-SC متعددة النواة ووحدات المعالجة المركزية Xeon. بينما يستخدم باقي العشرة الأوائل وحدات معالجة الرسومات Nvidia Tesla ، مما يدل على مدى هذه الأنظمة.

هناك خيارات أخرى غير عادية أيضًا. تعرض Micron شريحة Automata الخاصة بها ، وهي في الأساس شريحة مخصصة لأغراض خاصة مصممة لمطابقة الأنماط ، لاستخدامها في أشياء مثل أمان الشبكات والبحث في الجينوميات. يجري تطويره ليصبح لوحة PCIe 3 مع 32 رقاقة ، ومن المقرر إطلاقه في الربع الأول من عام 2015 ، في البداية بكميات منخفضة. (تقف الشركة أيضًا وراء Hybrid Memory Cube للحصول على ذاكرة من الجيل التالي لمثل هذه الأنظمة.) لدى IBM معالج TrueNorth الخاص بها ، والذي تأمل أن يشير إلى المزيد من "الحوسبة الشبيهة بالمخ". تعمل NEC على الجيل التالي من معالج ناقل SX-ACE ، والذي تقول إنه أسهل في البرمجة من وحدات معالجة الرسومات. وبالطبع ، يحاول ARM الدخول إلى سوق الخوادم وكذلك مع تطبيق X-Gene1 لـ Applied Micro على أنه معالج يتصل ببطاقات التسريع المختلفة.

كان عدد من البائعين يعرضون أنظمة جديدة. بالإضافة إلى نظام Dell الذي ذكرته سابقًا ، عرضت لينوفو نظامًا ثنائي المعالج مبردًا بالماء يعتمد على معالج Intel Xeon E5-2798A مخصص (مع 16 مركزًا يعمل حتى 3.2 جيجاهرتز) ، والتي قالت إنها توفر 1.083 ترافلوبس. وقالت إن معالج Knights Landing Xeon Phi العام المقبل سيمكن نظام "بيتا كيوب" الذي يوفر أكثر من بيتلافلوف في رفوف قياسية مقاس 42U فقط.

أظهرت خوادم الإيقاف الواحدة مسرع حساب عالي الكثافة ، يستخدم PCIe Gen3 لدعم ما يصل إلى 16 لوحة مسرع متطورة من خوادم فردية أو متعددة ، وتقول الشركة إنها توفر ما يصل إلى 89.6 ترافلوبس باستخدام لوحات Tesla K80. يمكن أن يعمل هذا مع معالج Power8 الخاص بـ IBM. تعرض Huawei مدى توفر الولايات المتحدة لخادم مركز البيانات X6800 ونسخة مبردة سائلة من خادم الشفرات FusionServer 9000.

لربط الأنظمة ببعضها البعض ، أطلقت شركة Obsidian Technologies مبادرة InfiniCortex ، المصممة لأخذ اتصال 100 جيجابت InfiniBand عبر مسافات طويلة. أعلنت الشركة عن دعمها من وكالة سنغافورة للعلوم والتكنولوجيا ، والبحوث (A * STAR). وأظهر Mellanox 100 جيجابت Infiniband تعمل أكثر من 100 متر عبر الألياف و 8 أمتار عبر النحاس.

لإنشاء أكبر أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، تتجه المؤسسات عادةً إلى شركات مثل IBM و Cray لوضع الأنظمة معًا ، على الرغم من أن هذه غالبا ما تستغرق سنوات. كان أكبر إعلان Cray لهذا النوع في المعرض هو نظام قيمته 80 مليون دولار يُعرف باسم شاهين II في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في المملكة العربية السعودية للحصول على Cray XC40 ، بما في ذلك جهاز تحليل الرسوم البيانية Urika-GD.

وبالطبع ، قبل العرض مباشرة ، منحت وزارة الطاقة (IBM) (وموردي المكونات نفيديا وميلانوكس) عقدًا كبيرًا لما سيكون أكبر حواسيب عملاقة في البلاد ، ولكل منهما أكثر من 100 بيتافلوب.

ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه المشاركة في 11/26. يتمتع Tianhe-2 بأعلى أداء يبلغ 54.9 بيتافلوبس ، وليس تيرافلوبس.