Введение в параллельные вычисления. Основы программирования на языке СИ с использованием интерфейса МРI [Антон Михайлович Сальников salnikov@ipu.ru] (pdf) читать постранично, страница - 2

для решения проблем национальной безопасности США», т.е. одной из двух лабораторий,
главной задачей которых служит разработка ядерного оружия.
Также лаборатория занимается исследованиями в области наук,
4

напрямую не связанных с военными технологиями, таких как
энергетика, экология и биология (в том числе биоинженерия).
Именно в Ливерморской национальной лаборатории за многие
годы было создано и успешно эксплуатировалось абсолютное
большинство известных суперкомпьютеров, включая IBM Blue
Gene/L – самый быстрый в мире суперкомпьютер 2004-2008 гг.
В общеупотребительный лексикон термин «суперкомпьютер» вошел в восьмидесятых годах благодаря феноменальной
популярности в СМИ компьютерных систем Сеймура Крея
(Seymour Cray), таких как Cray-1, Cray-2 и др. В то время в
научно-популярной литературе суперкомпьютером назывался
«любой компьютер, который создал Сеймур Крей», хотя сам
Крей никогда не называл свои системы суперкомпьютерами,
предпочитая использовать традиционное название «компьютер».
Более того, еще при жизни Сеймура Крея его именем называли
различные суперкомпьютеры, созданные другими талантливыми
инженерами, среди которых был Стив Чен (Steve Chen), создатель самого производительного суперкомпьютера начала восьмидесятых Cray X-MP, породившего настоящий суперкомпьютерный бум в СМИ. В настоящее время имя Сеймура Крея носит
компания Cray Inc., занимающая достойное место в ряду производителей суперкомпьютеров.
На волне триумфа и популярности суперкомпьютеров Сеймура Крея в конце восьмидесятых годов появилось множество
небольших компаний, занимающихся созданием высокопроизводительных компьютеров. Однако уже к середине девяностых
большинство из них было приобретено традиционными производителями компьютерного оборудования, такими как IBM и
Hewlett-Packard.
Из-за шумихи в средствах массовой информации, созданной
при активной «помощи» журналистов, термин «суперкомпьютер» некоторое время трактовался по-разному. Например, в 1989
году знаменитый компьютерный инженер и создатель архитектуры VAX Гордон Белл (Gordon Bell) в шутку предложил считать суперкомпьютером любой компьютер, весящий более
тонны. Сегодня термин «суперкомпьютер» вернулся к истокам и
по-прежнему обозначает компьютер, способный выполнять
5

очень большие объемы вычислений, т.е. более производительный и дорогой, чем любой серийно выпускаемый компьютер.
Большинство современных суперкомпьютеров – это кластерные системы, состоящие из большого числа серийно выпускаемых компьютеров, объединенных в единую систему с помощью серийно выпускаемых сетевых интерфейсов. Границы
между специализированным программным обеспечением для
суперкомпьютеров и типовым программным обеспечением
сильно размыты. При этом суперкомпьютеры не ориентированы
на работу с типовыми приложениями и этим они принципиально
отличаются от других компьютеров с высокой общей производительностью. В отличие от серверов и мейнфреймов, призванных работать с типовыми задачами (управление базами данных,
группами пользователей и т.п.), суперкомпьютеры призваны
работать со сложными задачами (прогнозирование, моделирование и т.п.), требующими создания собственных приложений.
Иногда суперкомпьютеры работают с одним-единственным
приложением, использующим всю память и все процессоры
системы; в других случаях они обеспечивают выполнение большого числа разнообразных пользовательских программ.
Вычислительное направление применения компьютеров
всегда оставалось основным двигателем прогресса в компьютерных технологиях. Основным параметром, отличающим суперкомпьютер от обычного компьютера, является его производительность
(вычислительная
мощность)
–
количество
арифметических операций за единицу времени. Именно этот
показатель с наибольшей очевидностью демонстрирует масштабы прогресса, достигнутого в компьютерных технологиях. Производительность одного из первых суперкомпьютеров ABC,
созданного в 1942 году в Университете штата Айова (англ. Iowa
State University of Science and Technology, ISU) составляла всего
30 операций в секунду, тогда как пиковая производительность
самого мощного суперкомпьютера 2008 года IBM Roadrunner в
Национальной лаборатории в Лос-Аламосе составляет 1 квадриллион (1015) операций в секунду.
Таким образом, за 65 лет произошло увеличение производительности суперкомпьютеров в 30 триллионов раз. Невозможно
назвать другую сферу человеческой деятельности, где прогресс
6

был бы столь очевиден и так велик. И такой прогресс оказался
возможным не столько за счет тысячекратного увеличения
скорости работы электронных схем, сколько за счет максимального распараллеливания обработки данных.
Считается, что идея параллельной обработки данных как
мощного резерва увеличения производительности вычислительных машин была высказана еще Чарльзом Бэббиджем примерно
за сто лет до появления первого компьютера. Однако