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

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.