Dans la course au pouvoir qui est au cœur de la chronique du développement des supercalculateurs, les historiques de projets sont largement effacés. Les dirigeants se mettent rapidement de côté, les technologies deviennent obsolètes, et seules les transitions vers un nouvel ordre restent encore en mémoire. Aujourd'hui, nous aimerions corriger un peu cette injustice et parler d'un superordinateur unique, dont l'histoire a commencé il y a dix-huit ans. Il s'appelait System X et était assemblé, pourrait-on dire, à partir de moyens improvisés avec un résultat inattendu.
L'histoire d'un superordinateur inhabituel a commencé au printemps 2003, et à la fin de l'automne avait déjà atteint son apogée. À l'époque, Virginia Polytechnic s'était fixé comme objectif de figurer parmi les 30 meilleures universités de recherche des États-Unis. L'équipe locale pourrait être aidée à cet égard, d'une part par une puissance de calcul supplémentaire, et, d'autre part, par un projet brillant et mémorable qui pourrait attirer une large attention. Pour l'avenir, il faut dire que le supercalculateur System X a répondu aux attentes et a pu offrir les deux à ses créateurs.
Le nom du complexe informatique n'a pas été choisi uniquement pour son euphonie - les auteurs y ont mis un double sens. Premièrement, le chiffre romain X faisait allusion au jalon des dix téraflops qu'ils s'attendaient à être le premier de tout centre de recherche universitaire. Deuxièmement, tout de même X, si nous le prenons comme une lettre, faisait écho au nom du système d'exploitation Mac OS X, soulignant discrètement la principale caractéristique distinctive du projet - l'utilisation de processeurs Apple standard lors de l'assemblage d'unités pour un supercalculateur.
Selon les chercheurs, pensant que les ordinateurs des utilisateurs ordinaires peuvent suffire au "bourrage" d'un ordinateur avancé, ils ont été approuvés par une évaluation approfondie des caractéristiques techniques du modèle Apple Power Mac G5: "Le G5 était idéal pour notre système en termes d'architecture: un processeur 64 bits avec deux coprocesseurs mathématiques pour un calcul double précision, une excellente bande passante mémoire et une architecture d'E / S permettant de connecter les machines en un seul superordinateur. "
Le supercalculateur se composait de 1100 nœuds, chaque nœud dispose de deux processeurs 64 bits avec un cœur et une vitesse d'horloge de 2,0 GHz. Ainsi, le système avait 2200 processeurs / cœurs). Un peu plus tard, l'équipe a amélioré le système en passant aux plates-formes Apple Xserve G5 et aux caractéristiques finales de l'assemblage en acier:
- largeur de bit x64
- fréquence d'horloge 2,3 GHz
- nombre de cœurs - 2
- nombre de processeurs - 2
- 4 Go de RAM
- 80 Go d'espace sur le disque dur
Au total, le supercalculateur avait 4,4 téraoctets de RAM et 88 téraoctets de stockage (HDD); en plus du système, un stockage externe d'un volume de 53 téraoctets a été connecté. Pour la communication entre les nœuds, le réseau InfiniBand a été utilisé (une nouveauté à l'époque) - une partie du succès du projet, les auteurs ont attribué à sa bande passante élevée (20 Gbps par nœud), combinée à une faible latence (moins de 8 microsecondes). La technologie Gigabit Ethernet a été utilisée comme auxiliaire pour contrôler le système et lancer les opérations.
Selon les normes du monde des supercalculateurs, l'histoire de la création de System X s'est déroulée très, très rapidement. Le concept global a été défini en mars 2003 et la conception a été achevée au milieu de l'été. En juillet, des chercheurs et étudiants universitaires, ainsi que des volontaires recrutés, ont lancé le processus d'installation et d'assemblage. Quelques mois ont été consacrés aux travaux préparatoires: installation de racks, réalisation de toutes les communications nécessaires au système de refroidissement ( hybride , qui était également une solution innovante à l'époque), alimentation électrique, climatisation, etc. Le personnel du laboratoire a laissé une chronique photo assez détaillée des événements, grâce auquel vous pouvez avoir une idée de la façon dont cela se passe et des ressources nécessaires pour placer un supercalculateur dans une institution normale et fonctionnelle. Les processeurs et les cas, qui sont entrés à l'université seulement en septembre, ont été assemblés et connectés en un seul système en moins de trois semaines de travail (selon les retours des participants, c'était extrêmement stressant).
La ruée a été payée par le fait que les auteurs du projet ont été reconnus d'ici la fin de l'année: ils ont réussi à entrer dans l'édition de novembre de top500.org - la cote mondiale des supercalculateurs. Les performances de System X ont été évaluées sur la référence HPL (High-Performance Linpack) par Jack Dongarr et ont été impressionnantes par rapport à des concurrents avec une réputation et un financement beaucoup plus solides. Des chercheurs de l'Université polytechnique de Virginie ont réussi à amener le supercalculateur à un niveau supérieur à 10 billions d'opérations par seconde: les performances du système X étaient de 10,28 téraflops avec une performance maximale de 20,24 téraflops.
System X a fait ses débuts à la troisième place du classement mondial ... Même les créateurs du système ne s'attendaient pas à un tel résultat: ils pensaient que dans le scénario le plus réussi, ils tomberaient dans le milieu du top dix. Cependant, ils se sont réjouis non seulement du fait de la fureur produite, mais aussi d'un autre titre honorifique qui leur a été décerné: «le supercalculateur le plus puissant et le moins cher créé dans des conditions normales».
Les auteurs espéraient que le développement donnerait une impulsion au développement d'une nouvelle branche de supercalculateurs «économiques». En raison du fait que des machines toutes faites ont été utilisées comme éléments de base, System X a coûté bon marché à l'Université polytechnique: toutes les dépenses se sont élevées à 5,2 millions de dollars. À titre de comparaison, le complexe informatique du Los Alamos National Laboratory, qui était classé une ligne plus haut dans la note, était 30% plus puissant, mais en même temps, il était 210 millions de dollars plus cher (41 fois).
« , , . , , 5,2 , , ».
Ce qui est arrivé ensuite? Si nous parlons du sort de System X lui-même, il a continué et a terminé sa carrière avec dignité. En 2004, l'équipe a publié une version révisée: le remplacement des serveurs et la résolution du problème de pépin dû aux rayons cosmiques, auxquels les clusters étaient particulièrement vulnérables en raison du grand nombre de puces mémoire. Le supercalculateur mis à jour a réussi à rester dans le top dix de top500.org - il a obtenu la septième ligne. À la fin de la même année, une autre mise à jour (d'une valeur d'environ 600 000 $) a été publiée, qui a permis à l'équipe d'overclocker les performances à 12,25 téraflops et d'atteindre la quatorzième place du classement 2005.
Au cours des années suivantes, la place du supercalculateur dans le classement général a progressivement baissé (à quarante-septième en 2006 et deux cent quatre-vingtième en 2008), mais il est toujours resté l'une des machines les plus puissantes de l'université. En 2012, System X a cessé de fonctionner.
Quant à la révolution de l'accessibilité financière et logistique des supercalculateurs, on peut difficilement dire qu'elle a eu lieu. Le système X avait plusieurs successeurs; Ainsi, en 2005, le système Xseed de l'Université Bowie State dans le Maryland est apparu, qui a atteint la cent quatre-vingt-huitième place dans le classement mondial. L'Université polytechnique a également assemblé un complexe informatique System G à partir de plus de trois cents ordinateurs Mac Pro en utilisant un schéma éprouvé. Cependant, en général, les supercalculateurs «semi-finis» ne sont pas devenus un phénomène de masse - peut-être en est-il du rythme accéléré du développement technologique ou de la non-rentabilité générale de ces entreprises dans des conditions normales. Néanmoins, il ne faut pas oublier qu'il y avait un précédent - peut-être qu'un jour il y aura un autre groupe de passionnés entreprenants.
Aujourd'hui, l'histoire de System X a déjà cessé d'être un modèle, mais elle suscite toujours l'intérêt de la communauté. Ainsi, cette année, nous avons assisté au développement et à la sortie de l'application Performance Index 64d'EcoComputers, JSC, qui mesure non seulement la puissance de la machine, mais vous permet également de l'évaluer d'un point de vue historique. L'objectif principal de l'indice de performance 64 est de calculer les performances de diverses configurations de systèmes Mac 64 bits en fonction d'un certain nombre de paramètres. Le nombre de paramètres comprend également les performances, qui sont mesurées sur la base du même test HPL utilisé pour compiler la note du supercalculateur top500.org. Cependant, l'utilisateur reçoit le résultat non seulement en gigaflops, mais également en unités conventionnelles spéciales G5 - selon cet indicateur, on peut comprendre à quel point la machine est plus efficace que le modèle de base de l'ordinateur G5, sorti en 2003 et est devenu la base du troisième supercalculateur le plus puissant du monde à ce moment-là. En attendant, il n'y a pas lieu de s'en inquiéter. »
De plus, l'application permet une comparaison de test similaire du système de l'utilisateur et de la configuration de base d'un Mac Pro 7.1 basé sur des processeurs Intel. Et enfin, comme conclusion logique - mesurer les performances de la machine de l'utilisateur par rapport aux nouveaux ordinateurs Mac innovants basés sur la puce M1 (ce test est disponible sur abonnement). De cette manière simple, le développeur permet à l'utilisateur de savoir à quel point nous avons avancé dans les capacités informatiques en seulement quelques décennies. Et en même temps, demandez-vous de quoi nos "bêtes de somme" modernes sont capables.