En la carrera por el poder que está en el corazón de la crónica del desarrollo de las supercomputadoras, las historias de los proyectos se borran en gran medida. Los líderes se hacen a un lado rápidamente, las tecnologías se vuelven obsoletas y solo las transiciones a un nuevo orden aún se hunden en la memoria. Hoy nos gustaría corregir un poco esta injusticia y hablar sobre una supercomputadora única, cuya historia comenzó hace dieciocho años. Se llamó System X y se montó, se podría decir, por medios improvisados con un resultado inesperadamente exitoso.
La historia de una supercomputadora inusual comenzó en la primavera de 2003 y, a finales de otoño, ya había alcanzado su punto culminante. En ese momento, Virginia Polytechnic se propuso el objetivo de ser una de las 30 mejores universidades de investigación en los Estados Unidos. El equipo local podría recibir ayuda en esto, en primer lugar, con una potencia informática adicional y, en segundo lugar, con un proyecto brillante y memorable que podría atraer una atención generalizada. De cara al futuro, hay que decir que la supercomputadora System X estuvo a la altura de las expectativas y fue capaz de ofrecer a sus creadores ambas cosas.
El nombre del complejo informático fue elegido no solo por su euforia, los autores le dieron un doble significado. En primer lugar, el número romano X alude al hito de diez teraflops que esperaban que fuera el primero de cualquier centro de investigación universitario. En segundo lugar, la misma X, si lo tomamos como una letra, se hizo eco del nombre del sistema operativo Mac OS X, enfatizando discretamente la principal característica distintiva del proyecto: el uso de procesadores estándar de Apple al ensamblar unidades para una supercomputadora.
Según investigadores, pensando que las computadoras de usuario ordinarias pueden ser suficientes para el "relleno" de una computadora avanzada, fueron aprobadas por una alta evaluación de las características técnicas del modelo Apple Power Mac G5: "Los G5 eran ideales para nuestro sistema en términos de arquitectura: un procesador de 64 bits con dos coprocesadores matemáticos para computación de doble precisión, excelente ancho de banda de memoria y una arquitectura de E / S que permite que las máquinas se conecten en una sola supercomputadora ".
La supercomputadora constaba de 1100 nodos, cada nodo tiene dos procesadores de 64 bits con un núcleo y una velocidad de reloj de 2.0 GHz. Por lo tanto, el sistema tenía 2200 procesadores / núcleos). Un poco más tarde, el equipo mejoró el sistema cambiando a las plataformas Apple Xserve G5 y las características finales del conjunto de acero:
- ancho de bits x64
- frecuencia de reloj 2,3 GHz
- número de núcleos - 2
- número de procesadores - 2
- 4 GB de RAM
- 80 GB de espacio en disco duro
En total, la supercomputadora tenía 4,4 terabytes de RAM y 88 terabytes de almacenamiento (HDD); Además del sistema, se conectó almacenamiento externo con un volumen de 53 terabytes. Para la comunicación entre los nodos, se utilizó la red InfiniBand (una novedad en ese momento), parte del éxito del proyecto, los autores atribuyeron a su alto ancho de banda (20 Gbps por nodo), combinado con baja latencia (menos de 8 microsegundos). La tecnología Gigabit Ethernet se utilizó como auxiliar para controlar el sistema e iniciar operaciones.
Según los estándares del mundo de las supercomputadoras, la historia de la creación del Sistema X se desarrolló muy, muy rápidamente. El concepto general se definió en marzo de 2003 y el diseño se completó a mediados del verano. En julio, investigadores y estudiantes universitarios, así como voluntarios reclutados, iniciaron el proceso de instalación y montaje. Se dedicaron un par de meses a trabajos preparatorios: instalación de racks, realización de todas las comunicaciones necesarias para el sistema de refrigeración ( híbrido , que también era una solución innovadora en ese momento), alimentación, climatización, etc. El personal del laboratorio dejó una crónica fotográfica bastante detallada de los eventos., mediante el cual puede hacerse una idea de cómo está sucediendo y qué recursos se requieren para colocar una supercomputadora dentro de una institución normal y funcional. Los procesadores y cajas, que ingresaron a la universidad recién en septiembre, se ensamblaron y conectaron en un solo sistema en menos de tres semanas de trabajo (según los comentarios de los participantes, fue extremadamente estresante).
La prisa valió la pena porque los autores del proyecto recibieron reconocimiento a finales de año: consiguieron entrar en la edición de noviembre de top500.org, la clasificación mundial de supercomputadoras. El desempeño de System X fue evaluado en el benchmark HPL (High-Performance Linpack) por Jack Dongarr y tuvo un desempeño impresionante frente a competidores con una reputación y financiamiento mucho más sólidos. Los investigadores de la Universidad Politécnica de Virginia lograron llevar la supercomputadora a un nivel superior a los 10 billones de operaciones por segundo: el rendimiento de System X fue de 10,28 teraflops con un rendimiento máximo de 20,24 teraflops.
System X debutó en el tercer lugar del ranking mundial ... Incluso los creadores del sistema no esperaban tal resultado: creían que en el escenario más exitoso caerían entre los diez primeros. Sin embargo, se mostraron encantados no solo por el furor producido, sino también por otro título honorífico que les fue otorgado: "el superordenador más potente y barato creado en condiciones normales".
Los autores esperaban que el desarrollo diera un impulso al desarrollo de una nueva rama de supercomputadoras "económicas". Debido al hecho de que las máquinas prefabricadas se utilizaron como bloques de construcción, el Sistema X le costó barato a la Universidad Politécnica: todos los gastos ascendieron a $ 5.2 millones. A modo de comparación, el complejo informático del Laboratorio Nacional de Los Alamos, que ocupó una línea más alta en la clasificación, era un 30% más poderoso, pero al mismo tiempo era $ 210 millones más caro (41 veces).
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¿Que paso despues? Si hablamos del destino del propio System X, continuó y terminó su carrera con dignidad. En 2004, el equipo lanzó una versión revisada: reemplazar los servidores y solucionar el problema de falla debido a los rayos cósmicos, a los cuales los clústeres eran particularmente vulnerables debido a la gran cantidad de chips de memoria. La supercomputadora actualizada logró mantenerse entre los diez primeros de top500.org: obtuvo la séptima línea. A fines del mismo año, se lanzó otra actualización (por un valor de aproximadamente $ 600,000), que permitió al equipo aumentar el rendimiento a 12.25 teraflops y alcanzar el decimocuarto lugar en la clasificación de 2005.
Durante los años siguientes, la posición de la supercomputadora en la clasificación general descendió gradualmente (al cuadragésimo séptimo en 2006 y al doscientos ochenta en 2008), pero siguió siendo una de las máquinas más potentes de la universidad. En 2012, System X dejó de funcionar.
En cuanto a la revolución en la accesibilidad financiera y logística de las supercomputadoras, difícilmente se puede decir que haya tenido lugar. System X tuvo varios sucesores; así, en 2005 apareció el sistema Xseed de Bowie State University en Maryland, que alcanzó el puesto ciento ochenta y ocho en el ranking mundial. La Universidad Politécnica también reunió un complejo informático System G de más de trescientas computadoras Mac Pro utilizando un esquema probado. Sin embargo, en general, las supercomputadoras “semiacabadas” no se han convertido en un fenómeno de masas; quizás la razón sea el ritmo acelerado del desarrollo tecnológico o la falta de rentabilidad general de tales empresas en condiciones normales. Sin embargo, no hay que olvidar que hubo un precedente, quizás algún día habrá otro grupo emprendedor de entusiastas.
Hoy en día, la historia de System X ya ha dejado de ser un modelo a seguir, pero sigue atrayendo el interés de la comunidad. Entonces, este año fuimos testigos del desarrollo y lanzamiento de la aplicación Performance Index 64de EcoComputers, JSC, que no solo mide la potencia de la máquina, sino que también le permite evaluarla desde una perspectiva histórica. El objetivo principal del Performance Index 64 es calcular el rendimiento de varias configuraciones de sistemas Mac de 64 bits en función de una serie de parámetros. El número de parámetros también incluye el rendimiento, que se mide sobre la base de la misma prueba HPL utilizada para compilar la calificación de supercomputadora top500.org. Sin embargo, el usuario recibe el resultado no solo en gigaflops, sino también en unidades convencionales especiales G5; de acuerdo con este indicador, se puede entender cuánto es más eficiente la máquina que el modelo básico de la computadora G5, que se lanzó en 2003 y se convirtió en la base de la tercera supercomputadora más poderosa del mundo en ese momento. Mientras tanto, no hay necesidad de preocuparse por eso ".
Además, la aplicación permite una comparación de prueba similar del sistema del usuario y la configuración base de un Mac Pro 7.1 basado en procesadores Intel. Y finalmente, como conclusión lógica, medir el rendimiento de la máquina del usuario en comparación con las nuevas e innovadoras computadoras Mac basadas en el chip M1 (esta prueba está disponible mediante suscripción). De esta manera simple, el desarrollador le permite al usuario saber cuánto hemos avanzado en capacidades informáticas en solo un par de décadas. Y al mismo tiempo, pregúntese de qué son capaces nuestros "caballos de batalla" modernos.