Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các thành phần điện tử và kiến trúc của siêu máy tính tương lai
Tóm tắt
Bài viết này xem xét sự phát triển của kiến trúc và các thành phần điện tử của các siêu máy tính trong và ngoài nước trong hơn 50 năm qua, từ những máy tính số đầu tiên như CDC 6600, CDC 7600, IBM Stretch và BESM-6 đến những hệ thống hiện đại có khả năng tính toán petascale. Các giai đoạn phát triển sau đây được xác định: máy tính số, máy tính vector-pipeline, hệ thống vi xử lý song song khổng lồ, hệ thống có bộ tăng tốc và đồng xử lý, và các hệ thống hỗn hợp sử dụng các thành phần mới. Những vấn đề cơ bản trong phát triển các hệ thống exascale được phân tích, và các kế hoạch của các công ty nước ngoài trong việc phát triển những hệ thống này cũng được xem xét. Dựa trên kinh nghiệm nghiên cứu về các hệ thống đa kiến trúc, tác giả kết luận rằng sự phát triển từ máy tính cá nhân đến siêu hệ thống là sai lầm từ quan điểm kỹ thuật và không nên lặp lại ở nước ta. Kết quả phát triển của siêu hệ thống nên được sử dụng để tạo ra tất cả các loại máy tính bao gồm cả máy tính cá nhân. Việc phát triển một kiến trúc trong nước, các thành phần điện tử và phần mềm cho siêu hệ thống là điều kiện tuyệt đối cần thiết cho sự độc lập chiến lược và đảm bảo sự phát triển liên tục.
Từ khóa
#siêu máy tính #kiến trúc máy tính #thành phần điện tử #hệ thống exascaleTài liệu tham khảo
Thornton, J., Design of a Computer: The Control Data 6600, Glenview: Scott, Foresman and Company, 1970.
Mitropol’skii, Yu.I., BESM-6, AS-6, and their influence on the development of the national computer engineering, Inf. Tekhnol. Vychisl. Sist., Moscow: OITVS RAN, IMVS RAN, 2002, no. 3, pp. 49–58.
CDC 7600. http://en.wikipedia.org/wiki/CDC_7600
Russell, R.M., The CRAY-1 computer system, Commun. ACM, 1978, vol. 21, no. 1, pp. 63–72.
Cray X-MP. http://en.wikipedia.org/wiki/Cray-X-MP
Cray-2. http://en.wikipedia.org/wiki/Cray-2
ETA Systems Hardware Technologies (1983-88). http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/ETA_Systems_Hardware_Technologies_(1983–88)
Mel’nikov, V.A., Mitropol’skii, Yu.I., and Shnitman, V.Z., Scientific, technological, and methodological aspects of the computer system Elektronika SS BIS-1, in Yubileinyi sbornik trudov Otdeleniya informatiki, vychislitel’noi tekhniki i avtomatizatsii Rossiiskoi akademii nauk (Anniversary Collection of Works of the Department of Informatics, Computer Science, and Automation of the Russian Academy of Sciences), Moscow: OIVTA RAN, 1993, pp. 28–41.
Melnikov, V.A., Mitropol’skii, Yu.I., and Reznikov, G.V., Designing the Electronica SS BIS supercomputer, IEEE Trans. Compon., Packag., Manuf. Technol., Part A, 1996, vol. 19, no. 2, pp. 151–156.
Cray Y-MP. http://en.wikipedia.org/wiki/Cray_Y-MP
Fujitsu VP2000. http://en.wikipedia.org/wiki/Fujitsu_VP2000
Numerical Wind Tunnel (Japan). http://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_Wind_Tunnel
Connection Machine. http://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine
Intel Paragon. http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Paragon
Hitachi SR2201. http://en.wikipedia.org/wiki/Hitachi_SR2201
ASCI Red. http://en.wikipedia.org/wiki/ASCI_Red
ASCI White. http://en.wikipedia.org/wiki/ASCI_White
Japanese “Computenik” Earth Simulator shatters US supercomputer hegemony. http://www.hoise.com/primeur/02/articles/weekly/AE-PR-05-02-59.html
Dunigan, T.H.,Jr., Fahey, M.R., White, J.B., III, and Worley, P.H., Early evaluation of the Cray X1, Proc. 2003 ACM/IEEE conference on Supercomputing, Phoenix, 2003.
Gara, A., Blumrich, M.A., Chen, D., Chiu, G.L.-T., et al., Overview of the Blue Gene/L system architecture, IBM J. Res. Dev., 2005.
RIKEN Reveals the First Ever PetaFlops Computer. http://www.rikenresearch.riken.jp/eng/roundup/4484.html
NEC Launches World’s Fastest Vector Supercomputer, SX-9. http://www.nec.co.jp/press/en/0710/2501.html
The Advantages of First-Generation Heterogeneous Computing on the Cray XT5h. www.scireview.org
Barker, K.J., Davis, K., Hoisie, A., Kerbyson, D.J., Lang, M., Pakin, S., and Sancho, J.C., Entering the petaflop era: the architecture and performance of Roadrunner, in Proc. International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis, Austin, 2008, pp. 1–11.
Bland, A.S., Kendall, R.A., Kothe, D.B., Rogers, J.H., and Shipman, G.M., Jaguar: the world’s most powerful computer, Cray User Group, Atlanta, 2009.
Tianhe-1A. http://en.wikipedia.org/wiki/Tianhe-1A
Feldman, M., Japanese Supercomputer Is New TOP500 Champ. http://www.hpcwire.com/hpcwire/2011-06-20/japanese_supercomputer_is_new_top500_champ.html
Nozawa, T., Next-Generation Supercomputer to Be Scalar/Vector Multi-System, Developed by Hitachi, NEC and Fujitsu. http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20070614/134244/
DOE Labs Set Records with IBM Blue Gene/Q. http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-11-28/doe_labs_set_records_with_ibm_blue_gene_q.html
Oak Ridge Claims no. 1 Position on Latest TOP500 List with Titan. http://www.top500.org/blog/lists/2012/11/press-release/
Burt, J., China’s Tianhe-2 Still the World’s Fastest Supercomputer. http://www.eweek.com/servers/chinastianhe-2-still-the-worlds-fastest-supercomputer.html
Intel Reveals Architecture Details of Intel Xeon Phi Co-Processor. http://www.cdrinfo.com/Sections/News/Details.aspx?NewsId=34114
RSC PetaStream Sets New Record. http://www.hpcwire.com/off-the-wire/rsc-petastream-sets-new-record/
Hemsoth, N., Emerging System Sets Stage for Exascale Science. http://www.hpcwire.com/2014/04/29/emergingsystem-sets-stage-exascale-science/
NEC Announces Availability of SX-ACE Supercomputer. http://www.hpcwire.com/off-the-wire/nec-introduces-supercomputer-worlds-fastest-core-performance/
Mitropol’skii, Yu.I., Concepts of heterogeneous computing supersystems, in Proc. Fifth International Workshop. Distributed Information Processing (Novosibirsk, 1995), Novosibirsk: ISP SB RAS, 1995, pp. 42–46.
Mitropol’skii, Yu.I., Architecture of the multipipeline modular scalable multiprocessor, in Proc. Sixth International Workshop. Distributed Information Processing (Novosibirsk, 1998), Novosibirsk: ISP SB RAS, 1998, pp. 30–34.
Mitropol’skii, Yu.I., Multiarchitecture computing supersystem, in Proc. First Scientific Conference. Methods and Tools for Information Processing (Moscow, 2003), Moscow: MSU, 2003, pp. 131–136.
Mitropol’skii, Yu.I., Multiarchitercture-a new paradigm for supercomputers, Elektron. NTB, 2005, no. 3, pp. 42–47.
Mitropol’skii, Yu.I., Project of scalable multi-level multiarchitecture computing system, in Fourth International Conference. Parallel Computations and Control Problems (Moscow, 2008), Moscow: ISC RAS, 2008, pp. 533–558.
Mitropol’skii, Yu.I., Principles of network structure of the multiarchitecture computer system, in Proc. International Scientific and Technical Conference. Supercomputer Technologies: Design, Programming, Application (Taganrog, 2010), Taganrog: TIT SFU, 2010, pp. 136–140.
Mitropol’skii, Yu.I., Problemy razrabotki novoi arkhitektury protsessorov i vychislitel’nykh sistem (Problems of the Development of the New Processor Architecture and Computer Systems), Orlikovskii, A.A., Ed., Moscow: Nauka, 2013, vol. 23, pp. 109–140.
The Dally-nVIDIA-Stanford Prescription for Exascale Computing. http://www.mono-lithic3d.com/blog/thedally-nvidia-stanford-prescription-for-exascale-computing
Sutter, H., The Free Lunch Is Over: A Fundamental Turn Toward Concurrency in Software. http://www.gotw.ca/publications/concurrency-ddj.htm
Toward Exascale Computing with Heterogeneous Architectures. http://sc10.supercomputing.org/schedule/event_detail.php?evid=pan129
Tiffany, T., DOE Exascale Roadmap Highlights Big Data. http://www.hpcwire.com/2014/04/07/doe-exascaleroadmap-highlights-big-data/
Hemsoth, N., Details Emerging on Japan’s Future Exascale System. http://www.hpcwire.com/2014/03/18/details-emerge-japans-future-exascale-system/
Hemsoth, N., Peek into China’s Plans for Top Supercomputer Shows No Slowdown. http://www.hpcwire.com/2014/03/20/peek-chinas-plans-top-supercomputershows-slowdown/
Gelber, R., China Looks to a National Processor Architecture. http://www.hpcwire.com/hpcwire/2012-04-24/china_looks_to_a_national_processor_architecture.html
Anthony, S., HP Bets It All on The Machine, a New Computer Architecture Based on Memristors and Silicon Photonics. http://www.extremetech.com/extreme/184165-hp-bets-it-all-on-the-machine-a-new-computerarchitecture-based-on-memristors-and-silicon-photonics