Muxammad al-xorazmiy nomidagi

Superkompyuterning ishlashini baholash
Superkompyuterlar an'anaviy ravishda haqiqiy sonlar bo'yicha hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun ishlatilganligi sababli, bugungi kundagi ishlash baholarining aksariyati ushbu hisoblar bilan bog'liq. Birinchidan, ular kompyuter nazariy jihatdan 1 soniyada (MFLOPS) bajarishi mumkin bo'lgan millionlab suzuvchi nuqta operatsiyalarida o'lchanadigan eng yuqori ishlashni o'z ichiga oladi. Eng yuqori samaradorlik amalda erishib bo'lmaydigan qiymatdir. Bu, xususan, vektorli superkompyuterlar uchun emas, balki RISC arxitekturasining mikroprotsessorlari asosidagi kompyuterlar uchun ham xos bo'lgan funktsional konveyer qurilmalarini to'ldirish muammolari bilan bog'liq. Bu, ayniqsa, mikroprotsessorlarning super quvurli arxitekturasi uchun juda muhimdir, masalan, nisbatan uzun quvur liniyalaridan foydalanish bilan tavsiflangan DEC Alpha. Ma'lumki, konveyer qanchalik katta bo'lsa, uni to'ldirish uchun ko'proq "boshlash" vaqti kerak bo'ladi. Bunday quvurlar uzun vektorlar bilan ishlashda samarali bo'ladi. Shuning uchun vektorli superkompyuterlarni baholash uchun yarim ishlash uzunligi kabi kontseptsiya kiritildi - eng yuqori ishlashning yarmiga erishiladigan vektor uzunligi.
Aniqroq samaradorlik baholari turli testlarni bajarish vaqtlariga asoslanadi. Albatta, eng yaxshi testlar haqiqiy foydalanuvchi vazifalaridir. Biroq, bunday hisob-kitoblar, birinchidan, juda aniq, ikkinchidan, ko'pincha umuman mavjud emas yoki yo'q. Shuning uchun odatda ko'proq universal testlar qo'llaniladi, ammo mikroprotsessorlarning ishlashini baholashning an'anaviy usullari - SPEC - superkompyuterlar dunyosida, qoida tariqasida, qo'llanilmaydi. Bu, xususan, superkompyuter ilovalari uchun ma'lumotlarning pastligi, ayniqsa SPEC 92 bilan bog'liq, ammo yangi SPEC 95 standarti yanada real ishlash tasvirini beradi. Bugungi kunda faqat RISC mikroprotsessorlaridan foydalanadigan superkompyuterlar uchun SPEC hisob-kitoblari mavjud. Yaqinda yuqori unumdorlikdagi hisoblash uchun maxsus yangi SPechpc96 standarti e'lon qilindi.
Looplar odatda dasturlarning bajarilish vaqtining ko'p qismini egallaganligi sababli, ba'zida ular test sifatida ishlatiladi, masalan, taniqli Livermore looplari. Bugungi kunda eng ommabop ishlash testi Linpack bo'lib, u Gauss usuli yordamida VA chiziqli tenglamalar tizimining yechimidir. Tizimni yechish uchun haqiqiy sonlar bilan qancha amallarni bajarish kerakligi ma'lum bo'lganligi sababli, hisoblash vaqtini bilib, soniyada bajariladigan amallar sonini hisoblashimiz mumkin. Ushbu testlarning bir nechta modifikatsiyalari mavjud. Odatda, kompyuter ishlab chiqaruvchilari natijalarni N 100 da beradilar. Standart Fortran dasturi erkin tarqatiladi, test natijasini olish uchun superkompyuterda bajarilishi kerak. Ushbu dasturni o'zgartirish mumkin emas, faqat protsessorning ish vaqtiga ruxsat beruvchi pastki dastur qo'ng'iroqlarini almashtirishdan tashqari. Yana bir standart test N = 1000 holat uchundir, bu uzun vektorlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Ushbu testlar turli xil protsessorlar soniga ega bo'lgan kompyuterlarda o'tkazilishi mumkin, bu esa parallelizatsiya sifatini baholash imkonini beradi.
MPP tizimlari uchun Linpack-parallel testi qiziqroq bo'lib, unumdorlik katta AND va protsessorlar soni bilan o'lchanadi. Bu erda etakchi 6768 protsessorli Intel Paragon (N = 128600 da 281 GFLOPS). Protsessor unumdorligiga kelsak, N = 100 Cray T916 (522 MFLOPS) yetakchi, N = 1000 va eng yuqori unumdorlik - Hitachi S3800 (mos ravishda 6431 va 8000 MFLOPS). Taqqoslash uchun, AlphaServer 8400 protsessorida N=100 da 140 MFLOPS va N=1000 da 411 MFLOPS mavjud.
Yuqori parallel superkompyuterlar uchun NAS parallel ko'rsatkichlari so'nggi paytlarda tobora ko'proq foydalanilmoqda, ular ayniqsa hisoblash suyuqliklari va suyuqlik dinamikasi muammolari uchun yaxshi. Ularning kamchiliklari dastur matnini emas, balki yechim algoritmini aniqlashdir. Turli testlar haqida ko'proq ma'lumot olish mumkin.
***
Bugungi kunda superkompyuterlar dunyosida mikroprotsessor texnologiyalari sohasidagi yutuqlar va an'anaviy tadqiqot laboratoriyalaridan tashqariga chiqadigan yangi vazifalar qatorining paydo bo'lishi bilan bog'liq yangi to'lqin mavjud. RISC-arxitektura mikroprotsessorlarining ishlashida jadal rivojlanish kuzatilmoqda, bu vektor protsessorlarining ishlashiga qaraganda ancha tez o'sib bormoqda. Misol uchun, HP PA-8000 mikroprotsessori Cray T90 dan atigi ikki baravar orqada. Natijada, vektor superkompyuterlari yaqin kelajakda RISC mikroprotsessorlaridan foydalanadigan kompyuterlar bilan almashtirilishi mumkin, masalan, IBM SP2, Convex/HP SPP, DEC AlphaServer 8400, SGI POWER CHALENGE. Buni TOP500 reytingi natijalari tasdiqladi, unda o'rnatishlar soni bo'yicha yetakchi superkompyuter ishlab chiqaruvchisi - Cray Research modellaridan oldin POWER CHALLENGE va SP2 tizimlari bo'ldi.
Shunga qaramay, vektorli superkompyuterlarning rivojlanishi hech bo'lmaganda Cray Research tomonidan davom etishi aniq. Ehtimol, u eski modellar bilan muvofiqlik talablari bilan to'xtatila boshlandi. Shunday qilib, Cray Computer kompaniyasining Cray-4 tizimi konfiguratsiya xususiyatlariga va Cray Research kompaniyasining so'nggi Cray T90 tizimiga 2 baravar arzon narxga yaqin ishlashga ega, ammo Cray Research kompyuterlariga mos kelmaydigan iste'molchini topa olmadi. Natijada Cray Computer bankrot bo'ldi.
Mpp-arxitekturaga asoslangan tizimlar, jumladan, taqsimlangan xotiraga ega tizimlar muvaffaqiyatli rivojlanmoqda. Arzon CMOS texnologiyasidan foydalangan holda yangi yuqori samarali mikroprotsessorlarning paydo bo'lishi ushbu tizimlarning raqobatbardoshligini sezilarli darajada oshiradi.
VLIW arxitekturasining yangi echimlariga kelsak, hech bo'lmaganda keyingi ikki yil ichida RISC protsessorlarida qo'rqadigan narsa yo'q deb taxmin qilishimiz mumkin.
Ushbu sharh to'liq deb da'vo qilmaydi, lekin superkompyuterlar sohasidagi ishlarning umumiy rasmini taqdim etishga urinishdir. Muayyan tizimlarning arxitekturasi bilan batafsilroq tanishish uchun jurnalning ushbu sonidagi boshqa nashrlarga murojaat qilishingiz mumkin.