Készül a skót szuper­számítógép

Skócia igyekszik bekerülni a nagy teljesítményű számítástechnika élvonalába. A legfrissebb hírek szerint skót kutatók önmaga átkonfigurálására képes hardverből építenek egy kísérleti szuperszámítógépet, melynek célja, hogy megoldja a különböző szoftverproblémákat.

Az összeállítás alatt álló rendszer a hagyományos mikroprocesszorok helyett FPGA (Field Programmable Gate Array) chipeket fog alkalmazni. Az FPGA-k egy, a számítógép feldolgozórendszereit utánzó szoftverrel újraprogramozhatók, ezzel szemben a hagyományos mikroprocesszorokat úgy alkották meg, hogy fix, általános célú feldolgozóegységeként viselkedjenek. Minden FPGA chip tartalmaz egy programozható logikai kapu blokkot, melyek elektronikusan rendezhetők különböző áramkörtípusokba.

Az FPGA szuperszámítógép állítólag sokkal nagyobb teljesítményű és hatékonyabb lesz a hasonló fizikai paraméterekkel rendelkező hagyományos rendszereknél. Ha programozását sikerül eléggé leegyszerűsíteni, akkor a kompakt és energiatakarékos szuperszámítógépek új generációját hozhatja el az elkövetkező évtizedben. A hagyományos mikroprocesszorok amellett, hogy nem hatékonyak egy-egy adott feladatra való programozáshoz, egyre bonyolultabbá is válnak. Ebből az következik, hogy több ezer wattnyi energiát emésztenek fel és egyre erőteljesebb hűtési eljárásokat igényelnek. Ezért a szuperszámítógépeknek túl kell lépniük a mikroprocesszorokon, vélekedik a tervezetben résztvevő Mark Parsons, az Edinbourgh Paralell Computing Centre munkatársa.


A jelenlegi szuperszámítógépek hely- és fogyasztásigénye is óriási
Az FPGA chip gyorsabb, kisebb és kevesebb energiát igényel. A skótok által elkezdett gép 64 FPGA processzor egységet fog egyesíteni és képes lesz 1 teraflopson üzemelni, ami másodpercenként 1 billió lebegőpontos műveletet jelent. Ez a mai szuperszámítógép standardokat tekintve elég szerény, mivel a leggyorsabb gép több száz teraflopsra képes. Az edinbourgh-i rendszer azonban mindössze század részét fogyasztja majd el annak az energiának, amit egy ugyanilyen teljesítményű, hagyományos szuperszámítógép emészt fel. A 64 csomópontos FPGA gép emellett csupán annyi helyet igényel, mint négy hétköznapi PC, míg egy sima 1 teraflopsos szuperszámítógép is egy egész szobát tölt be.

Ennyi pozitívum után azonban meg kell említeni, hogy az FPGA chipek hatékony együttműködésének kiszámítása nem kis feladat, különösen annak fényében, hogy ezekből a chipekből még soha senki nem próbált meg egy szuperszámítógépet összerakni. A chipek lelkivilága egészen egyedi a hagyományos PC-kel szemben. Egy rendkívül hatékony feldolgozó motort kell előállítani, miközben az FPGA hardver programozása jóval bonyolultabb a hagyományosnál. Az alapul szolgáló egységeket úgy kell összehangolni, hogy a lehető legtöbbet tudják kiadni magukból.

Ennek megoldására az Edinbourgh Paralell Computing Centre május 25-én létrehozta az FPGA High Performance Computing Alliance (FHPCA) elnevezésű szövetséget, melyben számos FPGA cég vesz részt. A szervezet olyan szoftver eszközöket fog fejleszteni, ami jelentősen leegyszerűsítheti az FPGA chipek kódolását. Amint a 64 csomópontos gép elkészül, a tervezők a fenti eszközök alkalmazásával megpróbálnak több szuperszámítógép programot átültetni, melyeket júniusban választanak ki. A gép a szövetség tagjai által gyártott, a kereskedelmi forgalomban is megtalálható alkatrészekből fog elkészülni.