Буквально на днях представители американского Министерства энергетики (U.S. Department of Energy, DOE) объявили о своих ближайших планах по созданию двух новых суперкомпьютеров, которые будут иметь самую высокую на сегодняшний день вычислительную мощность. Министерство планирует потратить 325 миллионов долларов на создание двух суперкомпьютеров, которые будут находиться в распоряжении национальных лабораторий в Ок-Ридже, Теннеси, и в Ливерморе, Калифорния. Кроме этого, еще 100 миллионов будет потрачено на реализацию программы FastForward 2, в рамках которой будет разработано новое и модернизировано существующее программное обеспечение, предназначенное для выполнения на столь мощных суперкомпьютерных системах.

Технические требования к двум новым суперкомпьютерам находятся пока еще в работе, но обе системы будут иметь максимальную производительность на уровне 100-300 петафлопс (10^15 операций с плавающей запятой в секунду). Создание столь мощных вычислительных систем является плановым шагом к созданию нового суперкомпьютера экзафлопс-класса (10^18 операций с плавающей запятой в секунду), обладающего крайне высоким показателем эффективности вычислений с точки зрения количества потребляемой энергии. Основными подрядчиками, которые будут производить узлы новых суперкомпьютеров, являются известные всем компании IBM, NVIDIA и Mellanox.

"Это является грандиозной задачей" - рассказывает Джек Донгарра (Jack Dongarra), эксперт из области суперкомпьютерных вычислений из университета Теннеси, - "И хотя эти обе машины еще очень далеки от экза-класса, они станут отправным пунктом для создания новых более мощных машин. Если темпы развития современных суперкомпьютерных технологий останутся на прежнем уровне, то первая машина экза-класса может быть создана и запущена в 2022-2023 году".

Первый новый суперкомпьютер, Summit, который будет находиться в распоряжении Национальной лаборатории Ок-Ридж, будет открыт для всего мирового сообщества. Ожидается, что его производительность составит порядка 300 петафлопс. Второй суперкомпьютер, Sierra, суперкомпьютер Национальной лаборатории имени Лоуренса в Ливерморе, будет использоваться для обеспечения только внутренних потребностей, в частности, для расчетов в области безопасности ядерного оружия, которыми занимаются специалисты National Nuclear Security Administration. Первые запуски новых суперкомпьютеров должны будут состояться в 2017 году, а в 2018 году они полностью выйдут на рабочий режим.



Вычислительные мощности обоих новых суперкомпьютеров позволят им весьма легко обойти самую быструю американскую систему, суперкомпьютер Titan, находящийся в Ок-Ридже, который имеет производительность в 27 петафлопс. Более того, оба суперкомпьютера без труда поставят "на колени"нынешнего мирового чемпиона, китайский суперкомпьютер Tianhe-2, который имеет производительность в 35 петафлопс. Правда китайцы не собираются сдать свои позиции без боя, сейчас ведутся работы по модернизации суперкомпьютера Tianhe-2, после чего он будет иметь производительность порядка 100 петафлопс, но это произойдет значительно позже введения в строй новых американских суперкомпьютеров.

Следует отметить, что в конструкции новых суперкомпьютеров будет использован интенсивный метод увеличения вычислительной мощности. Ранее вычислительная мощность повышалась экстенсивным методом - простым добавлением некоторого количества вычислительных узлов, ядер. Но такой метод будет уж слишком затратным, как с финансовой, так и с энергетической точки зрения для реализации систем экза-класса.

В новых суперкомпьютерах максимально будут использованы способности к параллельным вычислениям, которыми обладают современные графические процессоры следующего поколения Volta, которые производятся компанией NVIDIA. А технологии OpenPOWER компании IBM и NVIDIA NVLink смогут обеспечить максимально быстрый и эффективный обмен данными между обычными процессорами IBM POWER и графическими процессорами, между вычислительными стойками, между устройствами хранения данных и другими узлами суперкомпьютера. В результате всего этого суперкомпьютер Summit, имеющий в 10 раз большую вычислительную мощность, чем суперкомпьютер Titan, будет потреблять всего на 10 процентов больше энергии, чем последний.