Копия текста публикации со страницы http://www.kv.minsk.by/index2001460501.htm

Что такое СКИФ

Появившаяся относительно недавно в новостях информация о "российско-белорусском суперкомпьютере" СКИФ вызвала в кругах компьютерщиков довольно-таки бурную дискуссию. Причем, в основном, обсуждался вопрос: это действительно оригинальная разработка или, как в большинстве случаев с компьютерной техникой, родного тут только наклейка на коробке "сделано в Беларуси". Ну а поскольку СКИФ открыто выставлялся на PTS`2001, то просто стыдно было не пойти и не выяснить все у самих разработчиков. Тем более, что это был один из немногих заслуживающих внимания экспонатов на данной выставке.

Надо сказать, что по внешнему виду СКИФ особого впечатления не производит. Все-таки народ у нас сильно испорчен нездоровым воображением Голливуда - суперкомпьютер прочно ассоциируется с десятью тысячами мониторов, мигающих лампочек и километрами кабелей толщиной в руку (и еще чтобы из-под пола шли клубы белого дыма). В реальности это две стойки по 8 стандартных системных блоков в каждой плюс Intel'овский сетевой концентратор FastEthernet. Начинка тоже стандартная - в каждом блоке двухпроцессорная плата Intel (процессоры Pentium III), 512 Мб памяти и винчестер на 10 Гб. Все модули связаны Ethernet'ом между собой и с управляющим компьютером (опять же, самый обычный PC). Операционная система Linux. Стандартный кластер на стандартном оборудовании. Однако все оказалось не так просто - во первых, FastEthernet - это только вспомогательная сеть, служащая для управления кластером с головного компьютера. Сам кластер объединен внутренней сетью собственной разработки CC-SAN, обеспечивающей пропускную способность до 400 Мб в секунду. Топология кластера - тор (квадратная матрица 4X4, где каждый узел связан с четырьмя соседними). Внутренняя сеть служит для обмена данными между узлами в процессе вычисления.

Однако, как объяснили разработчики, аппаратная реализация не столь принципиальна. То есть, данный вариант компьютера имеет 32 процессора и пиковую производительность порядка 20 Гигафлопов (кстати, уже почти в Supercomputer Top 500, жаль, я не узнал результаты по LinPACK). Однако в перспективе ее можно увеличить до нескольких сотен гигафлопов простым добавлением узлов в кластер или, скажем, заменой двухпроцессорных модулей на четырехпроцессорные. Что действительно заслуживает внимания и делает СКИФ оригинальной разработкой - так это системное программное обеспечение. Его основой стала так называемая Т-система - система программирования и run-time среда, реализующие автоматическое динамическое распараллеливание программ (разработка Института программных систем РАН, Переславль-Залесский). То есть программное обеспечение СКИФа позволяет обсчитывать в параллельном режиме не только задачи с явным параллелизмом, но и те, где параллелизм проявляется на стадии исполнения - а это сильно увеличивает круг решаемых задач, по сравнению с классическими кластерными схемами. В принципе, от потенциального пользователя суперкомпьютера требуются только исходники задачи на C. Если в ней присутствует неявный параллелизм такого рода, то после некоторой доработки она сможет эффективно обсчитываться на суперкомпьютере.

Второй момент, который, правда, пока не реализован в "железе", но предполагается в будущем - СКИФ задумывался как гибридный суперкомпьютер. То есть, кроме кластерного уровня вычислительной системы (который, собственно, и демонстрировался), должен быть еще так называемый уровень однородной вычислительной среды (ОВС "МиниТера" - Суперкомпьютерные Системы, Москва). Основой слоя ОВС являются последовательные процессоры типа "супер-RISC" с минимальным набором команд, изначально ориентированные на мультиконвейерную обработку и обеспечивающие обработку больших потоков информации с явным параллелизмом в реальном режиме времени. То есть, по сути, получается гибрид кластера и векторного суперкомпьютера, причем возможна соответствующая балансировка этих двух аппаратных уровней в зависимости от решаемой задачи. Подход достаточно глобальный.

Для чего все это нужно. Область применения суперкомпьютеров достаточно широка. Естественно, это научное моделирование и обработка научных результатов (большинство мировых суперкомпьютеров установлено в университетах и исследовательских отделах корпораций). Кроме того, обработка финансовой информации и решение задач управления (банки, железные дороги, армия). По утверждению разработчиков СКИФ, их суперкомпьютер намного превосходит по соотношению мощность/цена зарубежные аналоги. К тому же не надо забывать, что пока никто не отменял ограничения на импорт в СНГ мощных компьютерных систем. То есть, спрос и перспективы имеются. Ответственными исполнителями проекта СКИФ являются НИО "Кибернетика" НАН Беларуси и Институт программных средств РАН. В списке же разработчиков - порядка двух десятков организаций из России и Беларуси. Проект глобальный, достаточно интересный и актуальный. Интересно, чем он завершится.

Дополнительную информацию по T-Системе, СКИФу и суперкомпьютерным технологиям вообще можно найти на сайте http://www.parallel.ru/.

Константин АФАНАСЬЕВ