Новый тип суперкомпьютеров умещается на рабочем столе



Скачать 75.32 Kb.

Дата16.02.2017
Размер75.32 Kb.
Просмотров92
Скачиваний0

Новый тип суперкомпьютеров умещается на рабочем столе
(
www.membrana.ru
)

Молодая компания из калифорнийской Силиконовой Долины объявила о создании компьютера, который должен занять нишу между обычными настольными PC и суперком- пьютерами, занимающими целые залы. Инженерам впервые удалось втиснуть 96-процессорную систему в кор- пус-башенку, высотой всего 67 сантиметров.
Американская компания называется
Orion Multisystems
, а её новая концепция быстродействующего компью- тера — "кластерная рабочая станция" (cluster workstation). Фактически создатели чудо-машины претендуют на от- крытие нового класса компьютеров, заполняющего огромную пропасть (как по производительности, так, увы, и по цене) между самыми мощными классическими PC и несколькими гигантскими суперкомпьютерами, построенными в крупнейших научных центрах мира и занимающими большие залы.
Прежде, чем подробнее познакомиться с новой машиной, нужно сказать пару слов о мощных компьютерах, которые сейчас применяют дизайнеры, инженеры и учёные, сталкивающиеся с громадными массивами вычисле- ний.
Более десятилетия назад свой взлёт переживали рабочие станции — по размерам — почти настольные компьютеры с двумя-четырьмя процессорами, обладающие феноменальной по тем временам производительно- стью для такого небольшого, в общем-то, размера.
Именно на таких машинах просчитывали сложную и объёмную (как в смысле 3D, так и в плане количества информации) анимацию или модели- ровали взаимодействие сложнейших белковых молекул.
Заметим, спецэффекты в кино и биологические исследования сейчас — наиболее ресурсо-
ёмкие по вычислительным мощностям отрасли, быть может, за исключением моделирования ядерных превращений и глобальных изменений климата.
Но сейчас на рынке классические рабочие станции не в фаворе. Там, где нужны колоссальные вычислительные мощности, инженеры и учёные выстраивают так называемые кластеры. Это несколько штук (часто — несколько десят- ков штук) обычных PC или серверов, физически расположенных в одной стойке (в нескольких шкафах, на ряде стоек и тому подобное) и соединённых скоростной сетью. Специальные программы заставляют работать эти машины, как еди- ное целое, чем достигается высокая производительность. А использование почти серийных системных блоков (с неко- торой доработкой) предполагает умеренную (по меркам компаний и исследовательских институтов) цену таких класте- ров.
Однако цена вопроса всё равно высока. А поскольку желающих получить свой кусочек машинного времени на та- ких монстрах — велико — поступают так. Дизайнер-аниматор, к примеру, создаёт заготовку сцены на своём настольном
PC, прорабатывает персонажей, характер их движения и прочие детали. Точно так же поступают и его коллеги по ком- пании. Потом все дружно занимают очередь на кластер, который поочерёдно просчитывает для них штриховку, тени, ос- вещение и прочие разные туманы на чудовищном числе кадров. Этот этап, собственно, и требует феноменальной про- изводительности. Аналогичный подход используется при таких работах, как моделирование физических и химических реакций или расшифровка генома.
Компания Orion Multisystems наме- рена совершить переворот на рынке "железа" для ресурсоёмких вычис- лений (иллюстрация с сайта orionmulti.com
).
Мощный кластер Orion DS-96, стоящий под столом, обман- чиво невелик. Его можно при- нять за обычный офисный компьютер (фото с сайта news.com
). gazeta59@bk.ru
Выпуск № 32

Калифорнийские новаторы решили — так дело не пойдёт. И создали новый тип компьютера: рабочую станцию — кластер. В единственный корпус-"башню", которая легко помещается под стол, да и на стол при желании тоже, помес- тили конгломерат из 96 процессоров. Уже этот чисто механический, как кажется, трюк вызывает уважение к разработ- чикам. Ведь туда ещё нужно было втиснуть блоки питания, жёсткие диски и прочую начинку, соответствующую такому минисуперкомпьютеру.
Итак, перед нами новинка отрасли — Orion DS-96. Корпус имеет ширину 42 сантиметра, высоту около 67 санти- метров и глубину 63 сантиметра. Ораву процессоров создатели машины разместили на 8 специальных материнских платах, по 12 штук на каждой. Между собой платы связаны шиной с пропускной способностью 10 гигабит в секунду, связь между отдельными процессорами — соответствующая. Оперативная память у новой машинки составляет 192 гигабайта, а дисковое пространство — умопомрачительные 9,6 терабайт. И всё это, как ни удивительно, в одном кор- пусе. Пиковая производительность машины составляет 300 миллиардов операций в секунду, а так называемая про- должительная — 150 миллиардов. До кучи нужно добавить, что управляется супермашина одной из версий операцион- ной системы Linux. А шум от блока не превышает 50 децибелов, что очень ощутимо, конечно, но от машины с такой начинкой (десятки "камней", жёстких дисков, вентиляторов…) ожидаешь намного большего "голоса".
Людям, не слишком сведущим в компьютерах, вряд ли будут интересны детали программного обеспечения па- раллельной работы такого массива процессоров. Но все, наверное, заинтересуются простым вопросом — как инжене- ры всё это так плотно упихали в небольшой корпус и почему, ёлы-палы, там попросту всё не плавится?
Удивительно, но никакой специальной системы охлаждения с внешними радиаторами, трубопроводами с жидко- стью и прочей экзотики тут нет — обычные вентиляторы, как и на традиционных системных блоках.
Проблема заталкивания в такой объём огромного дискового пространства была решена оригинально. Если вас попросят создать комп с огром- ной памятью, вы, скорее всего, выберете несколько дисков с максимальной, на сегодняшний день, ёмкостью. И проиграете. Авторы нового компьюте- ра разместили в нём 96 жёстких дисков с высокой плотностью записи. Каждый диск по 100 гигабайт и с диаметром всего в 2,5 дюйма.
Но главный секрет (который не секрет, конечно), позволивший так плотно упаковать электронику — это подбор процессоров. Создатели машины не гнались за максимальной производительностью одного процессора и потому обойдёнными вниманием оказались многие популярные модели из вершины производственной линейки весьма именитых компаний (не будем уточнять), щеголяющие большими значениями тактовой частоты и про- чим. Они не подходили разработчикам потому, что "кушали" много электричества, которое, ясное дело, выделяется на процессоре в виде тепла. Вы- бор пал на относительно скромные (по скорости) "камни" Efficeon от компании
Transmeta
. Они потребляют в пике не более 8 ватт. Причём процессор оснащён технологией динамического контроля мощности, позволяющей очень гибко управлять расходом энергии в зависимости от текущей загрузки и снижать среднюю мощность, рассеиваемую чипом до ещё меньших величин. Тут нужно сказать, что самые мощные одиночные процессоры потреб- ляют более 100 ватт, а средние — обычно 30-60. Так что параметры Efficeon в этой части можно назвать выдающимися.
Заметим, как преимущество новинки её создатели отмечают общий низкий расход энергии (пик с учётом работы всей начинки, винчестеров, на- пример, составляет 1,5 киловатта), что позволяет включать этот минисуперкомпьютер в обычную офисную электропроводку и экономить немало де- нег на счетах за электричество.
Orion DS-96 — это 300 милли- ардов операций в секунду упа- кованные всего в 86 килограмм компьютерного железа (фото с сайта orionmulti.com
).

Сама машина стоит около $100 тысяч и будет доступна на рынке в конце
2004 года. Цена поражает лишь на первый взгляд. Если хорошо посчитать, стоимость создания аналогичного кластера такой большой производительно- сти из десятков обычных системных блоков окажется едва ли ниже, а ско- рее — и выше. Что до расходов на электричество, то они на фоне таких цифр кажутся мелочью, но оцените — если ваша лаборатория, допустим, круглосу- точно загружает работой 100 процессоров по 100 ватт каждый, сколько они съедят всего за один месяц?
Ряд специалистов, работа которых связана с обработкой больших мас- сивов данных, уже проявили интерес к новинке. Дело не только в привлека- тельном соотношении цены и возможностей. Суперкомп в обычном офисе, на
(под) столом — это инструмент (рычаг) для пересмотра и совершенствования организации работы сотрудников компании или исследовательского центра.
Тем более, что калифорнийские умельцы не ограничились одной моделью, сработанной в рамках новой философии. У сверхскоростного DS-96 есть младший брат — Orion DT-12 (он поступит в продажу уже осенью). В этой машине "всего" 12 центральных процессоров, стоящих на одной плате,
24 гигабайта оперативной памяти и 1 терабайт — на жёстких дисках. Пиковая производительность — 36 миллиардов операций в секунду. Не такие впечатляющие цифры как у большой модели, но и это "круче", чем у обычного настольного компьютера. Цена же этого чуда — менее $10 тысяч. Кор- пус же, на этот раз выполнен в виде плоского десктопа шириной 60 сантиметров, а высотой всего 10 сантиметров.
Как отмечают аналитики, с заявленными параметрами и ценами новинки вполне могут поспорить на равных с другими участниками рынка "тя- жёлого" (читай, мощного) компьютерного "железа". К тому же, калифорнийская компания объявила о сотрудничестве с рядом производителей спе- циализированного научного софта, с целью оптимизации его для работы на многопроцессорной машине.
Нам же хочется особо отметить — идея создать суперкомпьютер далеко не из самых быстрых процессоров — гениально проста. Она очевидна.
Когда это кто-то уже сделал до тебя. Но в этой жизни очень многие, увы, предпочитают решения, что называется в лоб: "Нам нужно всё самое, самое, самое…" Так что изобретательным инженерам из Orion Multisystems можно поаплодировать.
Добавим, что родилась эта компания всего лишь в прошлом году.

Силу, возникающую из пустоты, приспособят к чему-нибудь путному (
Грани.ру
, Максим Борисов
)
Для справки. Согласно положениям квантовой механики, в вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. Эти так называемые нулевые колебания полей приводят, в частности, к силовому взаимодействию макроскопических тел. Один из наиболее известных примеров подобного взаимодействия - эффект Казимира: притяжение двух плоских парал- лельных металлических пластин, разнесенных на малое расстояние d. В пространстве между пластинами могут существовать моды нулевых колебаний электромагнитного поля с дли- ной волны, не превышающей 2d. Таким образом, плотность энергии нулевых колебаний между пластинами меньше, чем снаружи, что и вызывает притяжение.
Эффект Казимира назван по имени голландского ученого Генриха (или Хендрика) Казимира (Hendrick Casimir). Именно Казимир еще в 1948 году предложил эксперимент, который мог бы подтвердить квантовую теорию физического вакуума
Макса Планка и
Вернера Гейзенберга
(то, что вакуум
Orion DT-12 — высокая производительность в корпусе скромного десктопа
(фото с сайта orionmulti.com
).
на самом деле не пуст, а заполнен то и дело виртуально возникающими и исчезающими парами частиц и античастиц). Казимир рассуждал примерно так: если две параллельные пластины в вакууме свести на дос- таточно малое расстояние (порядка нескольких микрон), то в пространстве между этими пластинами будут подавляться частицы всех длин волн, отличных от резонансных (то есть с модами, кратными расстоянию между пластинами - это похоже на колебания струны конечных размеров). То есть подавляются флуктуации вакуума в этом промежутке, а спонтанно появляющиеся фотоны, которые возникают вне пластин, порожда- ют силу, стремящуюся свести пластины вместе (своего рода "давление поля внешнего излучения") - выхо- дит, эта сила возникает как бы прямо "из пустоты", само пустое пространство воздействует на погруженные в него тела.
С эффектом Казимира связано множество всяких спекуляций, но только в 1997 году Стив Ламоро
(Steve Lamoreaux) из Университета Вашингтона в Сиэтле (а теперь Национальной лаборатории в Лос-
Аламосе) сумел собрать экспериментальную установку, достаточно чувствительную для того, чтобы доподлинно измерить силу Казимира. Он сумел достичь точности результатов в пределах 5 процентов от теоретического предсказания Казимира (измерялось взаимодействие между сферической линзой диаметром 4 см и кварцевой пластиной 2,5 см в поперечнике), то есть подтвердил предсказание эффекта на 95%.
Теперь Эфрам Фишбах (
Ephraim Fischbach
), профессор из американского Университета Пердью (Purdue University's School of Science) и его кол- леги сумели проверить этот эффект с точностью до 0,5 % для слоев разнородных металлов - меди и золота (в диапазоне 0,2-2 мкм). Выяснилось, что эффект Казимира действительно должен серьезно влиять на наноразмерные устройства. "Эффект Казимира сравнительно слаб в случае обычных объектов, но когда вы начинаете строить микроскопические MEMS-устройства, он очень серьезно будет влиять на их работу", - говорит Фишбах. Вся- кий раз, когда два наноразмерных объекта сближаются, "фотонное давление" на внешних сторонах этой пары превышает давление в пространстве между ними. Таким образом, "когда зубчики крошечных MEMS-механизмов сцепятся, сила Казимира может привести к тому, что спроектированные без учета этого эффекта наномашины просто "склеются", не смогут работать. Точное измерение этих сил поможет MEMS-проектировщикам избегать таких ловушек".
Фишбах не считает силу Казимира каким-то неодолимым препятствием для грядущих технологий, которое заставит устройства при наномас- штабах вести себя совершенно непредсказуемо. По его мнению, необходимо лишь аккуратно учитывать соответствующие коэффициенты и с еще большей точностью измерять собственно эффект Казимира - воздействие своего рода "квантовой пены" фотонов - частиц и античастиц, "просачи- вающихся" к нам из пустоты.
Кроме того, учет эффекта Казимира важен и для микробиологов, есть даже такое понятие, "мембрана Казимира" (casimir membrane). А с недав- них пор возникло подозрение, что этот "микроскопический" эффект может играть важную роль в космологии, например, в том, что касается механиз- мов инфляции.
Еще одно интереснейшее приложение эффекта Казимира относится к многомерным моделям в теории Калуцы-Кляйна. Согласно таким моде- лям, истинная размерность нашего пространства-времени больше реально наблюдаемых четырех измерений - то есть их на самом деле 10, 11, а то и все 26. Реально при этом "работают" только четыре (соответственно, время и три пространственных измерения), а "лишние" просто свертываются или, как говорят, компактифицируются на очень малых расстояниях - порядка 10
-33
см, в связи с чем мы их при обычных условиях не замечаем. Вот за эту-то компактификацию и "назначен ответственным" эффект Казимира.

В Бразилии живёт первобытное племя, обходящееся без чисел
(
www.membrana.ru
)
Питер Гордон (Peter Gordon) из университета Колумбии (
Columbia University
) в Нью-Йорке изучил маленькое изолированное бразильское племя, которое прекрасно живёт практически без использова- ния чисел. Их просто нет у этих людей.
Племя Пираха (Piraha) насчитывает примерно 200 человек. Они живут по берегам реки Мэйки в
Амазонии, промышляют охотой и собирательством, сопротивляются ассимиляции в современную культуру. Американские учёные давно изучают это племя и за много лет успели хорошо понять их язык и культуру. В новой работе, основанной на результатах последнего визита в гости к Пираха, Гордон раскрывает связь поразительно низких математических способностей этих людей и особенностей их языка.
Оказывается, в языке племени есть только слова, означающие "один", "два" и "много", а, кроме того, в некоторых случаях слово "один" может обозначать маленькое количество чего-либо. Других числительных у Пираха нет, как совсем нет в их языке и таких необходимых, кажется, слов, как "боль- ше", "несколько", "все", "каждый". А "он" и "они" — в языке Пираха — одно слово.
Гордон совместно со своими коллегами задавал этим людям простые задачи, требующие в про- цессе выполнения — счёта. Пока задача затрагивала два-три предмета — все справлялись легко, но при 8-10 предметах — начинались трудности. При этом участники опыта прекрасно понимали задание.
Более того, эти люди — вполне интеллектуальны, если посмотреть на их культуру, строительство или охоту. У них нет никаких медицинских признаков снижения интеллекта, добавляют исследователи.
А значит, заключил Гордон, перед нами чистый пример взаимосвязи языка и мышления. Любо- пытно, что дети в этом племени справлялись с заданиями лучше, возможно, потому, что их разум не был ограничен устоявшимися языковыми рамками.


Ученые поймали сигнал, который может быть посланием от иноплане-
тян (
www.inauka.ru
)
Ученые из американского Национального астрономического и ионосферного центра трижды за- фиксировали радиосигнал, который может быть посланием от инопланетян. Об этом сообщила 2 сен- тября британская газета The Guardian.
Сигнал, обозначаемый как SHGb02+14a, имеет частоту около 1420 мегагерц. Это одна из основ- ных линий излучения нейтрального атомарного водорода, являющегося самым распространенным элементом во Вселенной. Многие ученые считают, что внеземные цивилизации, желающие объявить нам о своем существовании, воспользуются именно таким каналом связи и такой частотой, уточняет издание.
SHGb02+14a очень слаб, и предположительно исходит из места на стыке созвездий Рыб и Овна, рядом с которым нет известных нам звезд. Частота сигнала меняется необычно быстро, на 8-37 герц в секунду. Это дает основания предположить, что передатчик может быть установлен на планете, кото- рая вращается в 40 раз быстрее Земли.
Сигнал был обнаружен с помощью проекта распределенных вычислений SETI@home, в ходе ко- торого данные, полученные от программы поиска внеземных цивилизаций (SETI), обрабатываются на тысячах подключенных к интернету компьютерах энтузиастов. Общая продолжительность трижды за- фиксированного радиотелескопом в Арекибо (Arecibo, Пуэрто-Рико) сигнала составляет менее минуты, что не является достаточным для полноценного анализа.
Однако ученые не исключают, что SHGb02+14a вряд ли может оказаться простым шумом или следом любого из известных нам ныне астрономических объектов. Правда, полагают астрономы, сиг- нал может быть неизвестным до сих пор астрономическим явлением или неким дефектом приборов, уловивших сигнал, а также фальсификацией, внесенной хакерами в SETI@home, передает
Lenta.Ru

Document Outline

  • Выпуск_32.pdf
    • Силу, возникающую из пустоты, приспособят к чему-нибудь путн


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал