August 18th, 2012

with Cat The Cat

Exascale.

Судя по темпам роста суперкомпьютеров, они достигнут 1018 операций (флопов) в секунду к 2018 году. Миллиард гигафлопов. Прогноз же энергопотребления говорит, что один гигафлоп будет требовать приблизительно 2 Ватта (сейчас требует 6 Ватт). Получается, что для суперкомпьютера надо будет строить ядерную электростанцию.

На что народ надеется.

При низкой тактовой частоте и малой памяти можно понизить расход энергии на флоп. Если кто не знал, то чипы динамической памяти постоянно подзаряжают конденсаторы в банках и расходуют энергию. Процессор работает с набором адресов в гиг размером, а оставшиеся 7 простаивают и греют воздух. То же самое можно сказать и про малую тактовую частоту - чем меньше частота, тем меньше расходы на её прокачку по кристаллу.

При уменьшении тактовой частоты можно уменьшить длину конвейера, совместив отдельные этапы. Это уменьшает нужду в дополнительных устройствах по поддержанию конвейера заполненным - предсказание переходов, например, не имеет смысла, если на обе ветви мы тратим одинаковое количество времени. VLIW архитектура становится более выгодной. В общем, много всяких плюсов.

Итак, процессор маленький, памяти мало. Берём количеством.

Это количество надо как-то организовывать и понятно, что взаимодействие между соседними процессорами будет отличаться от взаимодействия между группами процессоров. Получается неоднородная система обмена данными, но это не так интересно.

Интересно вот, что. Пусть каждый процессор выдаёт 10 гигафлопов. На суперкомпьютер 2018 года потребуется 100 миллионов таких процессоров. Это означает, что либо суперкомпьютеры будут строится из обычных чипов, либо суперкомпьютерные чипы будут более, чем доступны для обычного пользователя. В современном суперкомпьютерном мире это не так - нельзя приобрести револьверный процессор Cray или плату процессора от DeepBlue/Gene.