Настоящее и будущее компьютеров

При такой архитектуре несколько процессоров объединяются между собой в SMP-узел, а SMP-узлы, в свою очередь, образуют МРР-архитектуру.

Обычно это одна из перечисленных архитектур (SMP, МРР или NUMA), в ко­торой задействованы не обычные скалярные процессоры, а специальные процес­соры векторно-конвейрного типа. Это дает возможность эффективным образом организовывать параллельные вычисления любого типа. Недостатком такой архи­тектуры является большая стоимость как самих процессоров, так и программного обеспечения для организации вычислений.

В состав кластера могут входить как специализированные компьютеры, то есть изготовленные специально для организации кластера, так и обыкновенные рабочие станции. Физически кластеры могут быть организованы в одной локальной сети (гомогенная организация) или объединяться через разного рода сетевые соеди­нения, включая Интернет (так называемая гетерогенная структура). Кластерная организация суперкомпьютеров на сегодняшний день является суперпопулярной. Достаточно сказать, что из 500 самых мощных суперЭВМ в мире 400 созданы на основе кластерной архитектуры.

И еще несколько важных понятий:

□ Суперскалярный процессор — процессор, который способен выполнить несколь­
ко операций за один такт. Естественно, для того чтобы это стало возможным,
у суперскалярного процессора должны быть «в подчинении» независимые
устройства, которым можно разослать этот пакет команд для обработки.

□ Конвейерная обработка — при такой обработке повторяющаяся последова­
тельность операций делится на ряд подопераций и каждая подоперация вы­
полняется отдельным процессором. В результате получается, что за один такт
выполняется не одна, а множество команд.

□ RISC (Reduced Instruction Set Computer) — компьютер с сокращенным набором
команд. В результате сокращения в наборе команд процессора остаются только
инструкции, которые можно выполнить за 1-2 такта (в то время как в полном
наборе команд могут быть инструкции, требующие 4-6 тактов).

Одним из важнейших показателей, при помощи которых оценивают суперком­пьютеры, является производительность. Производительность измеряется в коли­честве операций с плавающей точкой в секунду (Float Point Operation Per Second, FLOPS). Рост этого показателя для суперкомпьютеров сравним с тенденцией роста плотности транзисторов для микропроцессоров. В 2000 г. еще только ставилась за­дача преодоления барьера в 1 TFLOPS (терафлопс, миллиард флопсов), а в 2008 г. уже был преодолен рубеж в 1 PFLOPS (петафлопс, триллион флопсов).

Глава 12. История, состояние и тенденции развития компьютеров

Современные достижения в суперкомпьютерной технике отслеживает специ­альный рейтинг пяти сотен самых производительных суперкомпьютеров в мире. В настоящее время 5 первых строчек этого рейтинга занимают американские компьютеры (табл. 12.5).

Таблица 12.5.Первые пять мест рейтинга самых мощных суперкомпьютеров

Место	Страна	Система и производитель	Кол-во процессоров	Макс, произв., TFLOPS	Пиковая произв., TFOLPS
	DOE/NNSA/LANL United States	BladeCenterQS22/LS21 Cluster, PowerXCell 8i 3.2Ghz/OpteronDC1.8 GHz, Voltaire Infiniband IBM	122 400		1375,78
	DOE/NNSA/LLNL United States	eServer Blue Gene Solu­tion IBM	212 992	478,2	596,38
	Argonne National Laboratory United States	Blue Gene/P Solution IBM	163 840	450,3	557,06
	Texas Advanced Com­puting Center/Univ. of Texas United States	SunBlade x6420, Opteron Quad 2Ghz, Infiniband Sun Microsystems	62976		503,81
	Oak Ridge National Laboratory United States	Cray XT4 QuadCore 2.1 GHz Cray Inc	30976		260,2

Из этих пяти пунктов видно, что всемирно известный производитель суперком­пьютеров корпорация Cray находится только на пятом месте. Новейший микро­процессор IBM CELL PowerXCell 8i с его гибкой архитектурой, в которой кроме 2 базовых ядер есть еще 8 вспомогательных, работающих как в режиме векторных сопроцессоров, так и в режиме независимых ядер, позволил не только выйти на первое место в рейтинге, но и преодолеть петафлопсный барьер.

В рейтинге top500, благодаря выдвинутым в нашей стране приоритетам на осна­щение суперкомпьютерами университетов и научных центров, присутствие России увеличивается каждый месяц. На сегодняшний день в рейтинге уже 9 российских суперкомпьютеров, причем лучший из них занимает 36-е место (СКИФ МГУ).

Серверные компьютеры

—^ш компьютер шт система ттькящюв,

Назначение современных серверов самое широкое: серверы Интернета, серверы телекоммуникационных систем, серверы информационных систем, серверы баз данных.