21.11.2013

Большая проблема суперкомпьютерного мира: что после кремния?

Источник: Computerworld США

На маленьком стенде в углу конференции по суперкомпьютерам SC13, возможно, рождается следующая Intel . Там вы найдете Макса Шулакера, аспиранта Стэнфордского университета, который готов объяснить как работают углеродные нанотрубки. Шулакер является частью команды исследователей по создание таких схем и представляет посетителям первый компьютер, построенный с использованием углеродных нанотрубок, или УНТ. 

 

Команда Стэнфордского исследователей в своей разработке использовали набор инструкций MIPS , что делает его программируемым. "Все что мы делаем силиконосовместимо», - сказал Шулакер. Как результат - десятикратная выгода в метрике, которая учитывает данные о производительности и энергоэффективности. Короче говоря, это большой скачок по сравнению с кремнием. Суперкомпьютерные пользователи неумолимы в своем стремлении к вычислительной мощности, чтобы запускать симуляции возрастающей сложности и масштаба, для решения задач, которые стоят перед человечеством. Но закон Мура, ранее надежный предсказатель будущего вычислительной мощности, достиг предела своих возможностей. И что самое страшное, что суперкомпьютерные исследователи не уверены, что будет дальше. 

 

Сегодня суперкомпьютерные технологии опираются на архитектурные изменения, такие, как добавление графических процессоров, чтобы повысить производительность. Кроме того, исследователи все чаще обращаются к чипам, которые создают интерконнект между памятью и чипами, для большей производительности. При этом, затраты на построение таких систем поистине огромны. «Мы достигли конца технологической эры», - сказал Уильям Гропп, председатель конференции SC13 и профессор компьютерных наук в Университете штата Иллинойс. Гропп сравнил существующее положение дел в развитии суперкомпьютеров сегодня с появлением CMOS, основой стандартной полупроводниковой технологии сегодня. Приход CMOS было разрушительным, но она способствовала экспансивному росту вычислений. Проблема в том, что «у нас нет технологии, которая готова быть принятой в качестве замены для CMOS», - сказал Гропп. «У нас нет ничего на уровне зрелости, что позволяет делать ставку на это. Но на смену что-то идет, и это, вероятно, тоже будет разрушительным для всей индустрии». 

 

В переходе от стандартных полупроводниковых технологий, нет «никаких оснований полагать, что те же компании [ведущие отрасли] будут обязательно иметь большое преимущество», - сказал Питер Бекман, ведущий ученый на кафедре Аргоннской национальной лаборатории энергетики. «Технология нового поколения может исходить от компаний, работающих с инновационными материалами, и это не обязательно какой-либо кремний, а, например, углеродные нанотрубки», - отмечает Бекман. «В тоже время, если что-то принципиально не улучшится, мы будем иметь это «скучное» плато в нашей отрасли», - резюмирует Бекман. «Пользователи суперкомпьютеров столкнулись с ограничениями в производительности, и это тормозит работу исследователей», - сказал Бекман. При этом, цены на существующие суперкомпьютеры просто невероятны, поэтому рост становится экстенсивным. 

 

Углеродные нанотрубки, по существу, - это свернутый лист графена, который образует наноцилиндры с диаметром около одного нанометра. «Вы можете вместить 10000 углеродных нанотрубок бок о бок, и это будет по-прежнему соответствовать диаметру одного человеческого волоса», - сказал Шулакер, который работает в Стэнфорде с профессорами Хабхасиш Митра и Филиппом Вонга. Эта команда из Стэнфорда синтезировала свои нанотрубки на кварцевой пластине с добавление наночастиц железа и с последующим нагревом до 1652 градусов по Фаренгейту. Полученные нанотрубки стали каналом транзистора. «Я действительно заинтересован в таких вещах как новые технологии, я хочу знать, спасут ли нас нанотрубки, позволят ли они нам сделать настоящий прорыв в суперкомпьютерных вычислениях», - говорит Гропп.

Комментарии

  • Facebook
  • Вконтакте