V exkluzivním světě superpočítačů
jeden petaflop neznamená jen hodnotu výpočetního výkonu, ale také dosud
nedostižný cíl a vysněnou metu všech firem i týmů působících v oboru.
Stroj s hrubým výkonem v této výši by měl dokázat detailně
předpovídat změny klimatu, simulovat nukleární řetězové reakce nebo zrod
vesmíru.
Až dosud této výkonnostní mety
žádný počítač na světě nedosáhl, ale několik výzkumných institucí, mezi které
patří například Národní laboratoř Ministerstva pro energetiku Spojených Států
v Oak Ridge v Tennessee, dělají vše pro to, aby se jim tento svatý
grál superpočítačového výkonu – kvadrilion operací v desetinné čárce za
vteřinu, podařilo uchvátit pro sebe. Pro přirovnání, takovýto výkon je zhruba
miliardkrát větší, než kterým disponují současné osobní počítače.
Ve světě počítačového pokroku je
však jen jediná jistota, a tou je změna. Nejvýkonnější stroje dneška nikdy
nestačí na řešení problémů zítřka. Kupříkladu v současných klimatických
modelech se již analyzují data pocházejících z milionů měření teploty a
srážek, trendů ve znečištění vzduchu, obsahu skleníkových plynů, důsledků změn
na zemědělství, odlesňování, sněhových srážek, sopečné aktivity, proměnné
sluneční aktivity a změn roční doby. Ale abychom v modelu nahlédli do
větších detailů, potřebujeme výkon, který ještě není k dispozici.
Petaflopovou trofej nakonec získá
jen jedna instituce, ale vítězů bude mít tento závod mnoho – podobně jako u
jiných rozsáhlých vědeckých projektů které vyžadují spolupráci státu a
soukromých firem, pokrok v superpočítačích posunuje celou technologii na
samé hranice možného a zároveň tím dláždí cestu pro komerční stroje na stejných
principech, které budou následovat. Komerční uživatelé superpočítačů si totiž
nijak nezadají s rozmanitostí vědeckého výzkumu. Firma Procter&Gamble
například použila superpočítače k nalezení způsobu, jak zabránit
rozfoukávání svých lupínků Pringles na výrobní lince. Ale ani komerční
superpočítače netvoří konec řetězce – tím jsou osobní počítače. Vždyť dnešní
laptopy mívají stejný výkon jako superpočítače minulé generace.
Nynější držitel titulu
nejvýkonnějšího stroje s výkonem 280 TFlops je počítač IBM BlueGene/L,
provozovaný v Národních laboratořích Lawrence Livemorea (LLNL)
v Kalifornii. Předchozí typy superpočítačů v hodnotě mnoha milionů
dolarů z dílen firem jako IBM a Cray však nalezneme v mnoha
univerzitních centrech, bankách a firmách po celém světě. A stroje typu
BlueGene je budou brzy nahrazovat.
Ovšem, dnešní vítězové mohou být
zítra jen zúčastnění. To se stalo například japonskému systému Earth Simulator,
což byl před dvěma lety nejen nejrychlejší superpočítač, ale také noční můra
USA, které tímto zbavil vedení v oboru. Dnes je však Earth Simulator jen desátý
nejrychlejší stroj. Jack Dongarra, ředitel Innovative Computing Laboratory na
University of Tennessee a jeden ze správců neustále se měnícího žebříčku
nejvýkonnějších počítačů Top500 k tomu dodává:“výkonnostní zlepšení na
špici superpočítačového oboru nevykazují již dlouhou dobu žádná zpomalení.
Myslím, že v budoucnosti se proto dočkáme ohromujících výsledků.“
Jack Dongarra tvrdí, že
v současnosti je existuje nejméně 9 superpočítačových projektů
s vládní podporou, nacházejících se v USA, Číně, Japonsku a EU, které
v míří k dosažení petaflopové mety. Například Japonsko ve snaze znovu
uchvátit titul superpočítačové velmoci plánuje utratit 1 miliardu dolarů. Jack
Dongarra k tomu však dodává, že jen ve Spojených státech je několik výpočetních
center, které nejspíše dosáhnou petaflopové výkonností v horizontu jednoho
nebo dvou let. Jedna věc je, jak se jim toto podaří, ta druhá věc, mnohem
odlišnější, je jak se jim tento výkon podaří využít, jakmile ho dosáhnou.
Do Národní Laboratoře Ministerstva
pro energetiku v Los Alamos dorazily některé komponenty systému, který by
mohl být prvním petaflopovým strojem, již během letošního podzimu. Dalších 36
nákladních vozů plných nejrůznějších
součástí však ještě musí přijet, než bude materiál potřebný k dokončení
projektu Roadrunner za 110 milionů dolarů pohromadě. V době svého
dokončení, tedy v roce 2008, bude tento systém, nesoucí jméno ptačího
maskota státu New Mexico, zabírat plochu hokejového hřiště a odebírat stejné
množství elektřiny jako malé město. Roadrunner se bude používat především
k simulacím prvních sekund jaderného výbuchu – tyto virtuální exploze
umožňují vládním úřadům dohlížet na integritu vlastních jaderných hlavic bez
nutnosti je testovat ve skutečnosti.
Výpočetní úkol provozovaný
v Los Alamos, ačkoliv to není žádná nevinná hra, bude záviset na
konstrukčních schopnostech firmy IBM zapojit 16 000 čipů původně navržených do
herní konzole Playstation 3. Tyto čipy budou totiž provádět základní výpočty,
které budou následně zpracovávány dalšími 16 000 konvenčními procesory.
Mluvčí laboratoří v Los
Alamos, Kevin Roark, tvrdí: “takto náročné výpočty potřebujeme k udržení
integrity národního jaderného arzenálu. Není naším cílem být nejvýkonnější
superpočítač na světe. Pokud by se to však podařilo, byla by to třešnička na
dortu.“
Na podobnou třešničku si ale dělá
zálusk mnoho dalších institucí. Laboratoř v Oak Ridge, spadající také pod
stejné ministerstvo jako laboratoř v Los Alamos, pracuje na vlastním
projektu za 200 milionů dolarů. Tento systém s kódovým označením Baker
také usiluje o petaflopový výkon a má být uveden do provozu ještě před rokem
2008. Současný superpočítač provozovaný v Oak Ridge se jmenuje Jaguar, a
ačkoliv na světovém žebříčku nejvýkonnějších superpočítačů zaujímá jen 24.
příčku, jedná se o současný nejrychlejší systém pro obecný výzkum. Používá se
prakticky na vše – od modelování klimatických změn země až po renderování 3D
animací pro tvůrce známého filmu Shrek, společnost DreamWorks.
Jak říká šéf instituce Thomas
Zacharia, laboratoře plánují zpřístupnit svůj petaflopový systém vnějším
zájmům. Firma Boeing doufá, že na něm bude moci studovat lehčí a efektivnější
trysková letadla, evropští výzkumníci by jej rádi využili při výzkumu jaderné
fůze. Odborníci na zemské klima by rádi pokračovali ve výzkumu klimatických
změn a použili nový výkon k předpovědím v zatím nedosažitelných
podrobnostech. T. Zacharia tvrdí: „pochopitelně bychom byli velmi rádi prvním
centrem s petaflopovým superpočítačem.“ Zároveň si ale uznává, že radost
spojená s takovýmto prvenstvím by měla jen velmi krátké trvání: „Je nutné
si uvědomit, že při pokroku jaký panuje v oboru dnes, i petaflopový stroj
velmi rychle zestárne. Právě proto je nejdůležitější to, co dokážeme udělat
s výpočetním výkonem, který máme k dispozici.“
Převzato ze serveru RedOrbit.com