Європейці планую створити суперкомп'ютер, побудований на базі процесорів, призначених для мобільних пристроїв
Європейський консорціум, що нараховує десятки учасників, планує створення суперкомп'ютера, в основі якого архітектури будуть лежати процесори, використовувані зараз в якості процесорів смартфонів, планшетних комп'ютерів і інших мобільних пристроїв. При цьому, майбутній суперкомп'ютер буде володіти обчислювальною потужністю на рівні экзафлопса (10^18 операцій з плаваючою комою в секунду), що в тисячі разів перевищує обчислювальну потужність найшвидших сучасних суперкомп'ютерів.
Озираючись на історію, можна сказати, що область суперкомп'ютерних обчислень завжди була відображенням рівня розвитку обчислювальної техніки. У 1970-х і 80-х роках суперкомп'ютери Cray і їм подібні вельми схожі на універсальні ЕОМ, можливості яких були розширені за рахунок використання додаткових процесорів. У 1990-х і 2000-х роках, коли комп'ютери і ноутбуки вже отримали достатнє поширення, суперкомп'ютери почали являти собою місце зосередження сотень, тисяч і тепер мільйонів процесорів і обчислювальних ядер. І підтвердженням цьому є найшвидший суперкомп'ютер, китайський Tianhe-2, який приводиться в дію 3.1 мільйонами обчислювальних ядер.
Однією з "зворотних сторін медалі" використання в суперкомп'ютерах звичайних процесорів, розробники яких багато пожертвували на догоду їх високої продуктивності, є високе енергоспоживання. Наприклад, майбутня японська обчислювальна система екза-рівня, побудована на базі звичайних і графічних процесорів, буде споживати від 30 до 40 МВт енергії. Такий рівень споживання не тільки вимагає використання потужних систем охолодження, але й зумовлює надзвичайно високу вартість експлуатації подібних систем.
Процесори для мобільних пристроїв, на відміну від звичайних процесорів, спочатку розроблялися для роботи в умовах жорстокої енергетичного дефіциту, в умовах, в яких йде боротьба за кожен мілліватт споживаної енергії. Але потужність сучасних ARM-процесорів в даний час не так вже й мала, що дозволяє розглядати їх в якості кандидатів на процесори майбутніх суперкомп'ютерів, які при високій продуктивності будуть споживати в рази менше енергії, ніж зіставні суперкомп'ютери, побудовані на базі звичайних процесорів.
Проект, про який зараз йде мова, називається проект Mont-Blanc. Він був започаткований в кінці 2011 року фахівцями Центру суперкомп'ютерних обчислень в Барселоні (Barcelona Supercomputing Center). До теперішнього моменту часу до цього проекту приєдналися ще 14 учасників, а на фінансування робіт виділена сума в 22 мільйони євро, яка буде поступово перераховуватися до вересня 2016 року.
Реалізація проекту Mont-Blanc може похвалитися першими результатами. В його рамках вже була розроблена і були виготовлені дослідні зразки блейд-серверів, які стануть "будівельними цеглинками" майбутнього суперкомп'ютера. Ці досвідчені сервера побудовані на базі двоядерних процесорів Samsung Exynos 5, які являють собою систему-на-чіпі, що містить обчислювальні ядра ARM Cortex-A15 і процесори графічних прискорювачів. При цьому, рівень енергоспоживання такого сервера в 15-30 разів менше рівня споживання сервера аналогічної продуктивності на основі звичайних процесорів.
Цілком природно, що створення суперкомп'ютера з екстремальною продуктивністю на базі ARM-процесорів потребує використання воістину величезної кількості обчислювальних ядер. Це, в свою чергу потягне за собою значне ускладнення програмного забезпечення суперкомп'ютера, який повинен буде оперувати одночасним виконанням мільярдів програмних "ниток", що набагато більше 12 мільйонів "ниток", які можуть працювати на суперкомп'ютері Tianhe-2. Така проблема, швидше за все, зажадає розробки нової операційної системи і нових засобів створення програмного забезпечення, за допомогою яких можна буде отримати максимальну віддачу від системи, зберігши при цьому можливість гнучкого управління кількістю споживаної енергії.
Згідно думку деяких експертів в області суперкомп'ютерних обчислень, існуючі процесори x86, об'єднані з графічними прискорювачами, ще довго будуть залишатися основною тенденцією архітектури суперкомп'ютерів, які будуть займати лідируюче положення в рейтингу Top-500. Але роботи у напрямку створення суперкомп'ютерних систем на базі ARM-процесорів є "мудрою" інвестицією в майбутнє цієї галузі.