Hiljadu biliona u sekundi

Politika 25.11.2008 12:51
Novi svetski rekorder

Novi svetski rekorder


Digitalna „ptica trkačica”, kako su je tvorci prozvali, sastavljena je od 12.960 čipova



Ako bi oko 6,5 milijardi ljudi na našoj planeti 24 sata svakog dana u sedmici računali na svojim kalkulatorima, ostareli bi, čak, 46 godina pre nego što bi postigli jednodnevni učinak najbržeg superkompjutera na svetu!

Američka digitalna „ptica trkačica” (Roadrunner), na čije sklapanje je utrošeno 133 miliona dolara, pretrčala je dvostruko i malo više dosadašnji najbrži računar – „plavi gen” (IBM BlueGene/L), smešten u Nacionalnoj laboratoriji Lorens Livermor. Sastavljena od delova izvorno namenjenih mašinama za video igre, premašila je davno željenu granicu u obradi podataka – više od hiljadu (1.026) biliona izračunavanja u sekundi (petaflops). Prethodnik (i dalje na poslu) obavljao je približno – 500 biliona proračuna u sekundi (500 teraflopsa).

Nova elektronska „krckalica brojeva” koju su osmislili i sklopili inženjeri i naučnicici IBM-a i Nacionalne laboratorije Los Alamos odskora je uposlena u ovoj naučnoistraživačkoj ustanovi na tajnim proračunima nadziranja i zbrinjavanja nuklearnog naoružanja, s najvažnijim zadatkom da dočarava prve deliće sekundi nakon eksplozije. Ali pre toga proveriće ga u složenim oponašanjima klimatskih promena, za šta je, svakako, neophodna veoma velika brzina.

Vrtoglavi napredak

Sama skalamerija (hardver) neuobičajena je mešavina čipova koji se ugrađuju u svakodnevna elektronska pomagala i usavršenih delova namenjenih paralalenom računarstvu. Zavetni cilj od hiljadu biliona izračunavanja u sekundi (petaflops) dugo je među vojnicima, naučnicima i stručnjacima SAD, Japana, Kine i Evropske unije smatran kamenom međašem, i svuda je računarstvo najvećih brzina označavano perjanicom nacionalne tehnološke premoći. Vrteti programe što izbacuju odgonetku u satima – što je znatno brže od prethodnika kojima je za to bilo potrebno tri meseca – iz temelja menja i nauku i inženjerstvo.

„To je kao da ste jednu milju (malo duže od 1.600 metara) istrčali za kraće od četiri minuta”, slikovito opisuje Džek Dongara, računarski naučnik sa Univerziteta Tenesi (SAD), koji desetlećima prati vrtoglavi napredak najbržih mašina.

Digitalna „ptica trkačica” utemeljena je na ustrojstvu koje objedinjuje 12.960 čipova, poboljšanih izdanja čuvenih IMB-ovih procesora „ćelija” (Cell), izvorno smišljenih za „Sonijevu” konzolu za igranje video-igrica „plejstejšn 3” (PlayStation 3). U pojedinim odsečcima korišćeni su da ubrzaju izračunavanja. Manjinu u tom sklopu čine obični „opteron” (Opteron) procesori, delo kompanije AMD, naveliko upotrebljavani u kompanijskim serverima.

Tolika grdosija, naravno, guta mnogo struje – tri megavata ili ukupnu potrošnju većeg tržnog centra u predgrađu – da bi tri vrste procesora (116.640 jezgara) neprestano održavala u skladu i radnom stanju.

Naučnici se dovijaju da svaki put probiju zid, smišljajući nove veštine kada stare otkazuju da bi očuvali ubrzani rast kompjuterske snage i brzine kao što je odavno predskazao čuveni Murov zakon (Gordon Mur, jedan od dvojice osnivača „Intela”). U protekle dve decenije, naime, svakih 18 meseci udvostručavao se broj tranzistora na čipu, što je urodilo nezapamćenim tehnološkim prevratom u ljudskoj istoriji.

Granice pamćenja

Mikroprocesorske odlike, u suštini, zavise od dva činioca: brzina otkucavanja unutrašnjeg časovnika opredeljuje zbir izračunavanja (krckanje brojeva) – logičke i aritmetičke radnje. Broj tranzistora koji sačinjavaju logička kola određuje koliko je pametan, koliko različitih zadataka izvršava istovremeno.

Murov zakon udvostručenja tranzistora na čipu svakih 18 meseci i dalje stremi uvis, ali tri preostala pokazatelja koji utiču na računarsku snagu su se poravnala u donosu na vodoravnu osu grafiokona još 2002. godine: najveća električna snaga koju mikroprosesor može da iskoristi, brzina unutrašnjeg časovnika i broj obavljenih zadataka u jednom otkucaju (clock).

Smanjivanje se nastavlja, a broj tranzistora na mikroprocesoru se povećava, ali je izvršenje mereno aritmetičkim radnjama u sekundi nepromenjeno već šest godina (kriva se poravnala s vodoravnom osom). Glavni krivac za to je rasipanje toplote: u tranzistorima izrađenim 65-nanometarskom tehnologijom zagrevanje naraste, čak, osam puta kada udvostručite brzinu otkucaja, što nadmašuje sposobnost naveliko primenjivanog rashlađivanja vazduhom (odvođenje viška toplote). To podseća na brzu vožnju automobilom bez vode u hladnjaku!

Druga krupna prepreka ogleda se u – granici pamćenja. U ne tako dalekoj prošlosti vreme za preuzimanje podataka iz memorijskog čvorišta i prebacivanje u jedinicu za obradu (nazvana jezgro računara) mikroprocesora upoređivano je s vremenom potrebnim da se brojevi sažvaću. Sada je krckanje 50 puta brže od vremena preuzimanja i isporučivanja podataka, i to se više ne sme zanemarivati.

 


Izvor



Dodaj komentar
  Anonimni komentar
Ime:
Lozinka:
  Zapamti me na ovom računaru

Naslov:
Pošalji mi svaki odgovor na moj komentar
Pošalji mi svaki novi komentar na ovaj članak