Трилион израчунавања у секунди

Прва електронска рачунаљка-чудовиште која ће изводити трилион (10^-18) израчунавања с покретним зарезом у секунди, што износи један егзафлопс, (или 1.000 пута брже од петафлопса) појавиће се као удружено дело две америчке националне лабораторије – Сандија и Оук риџ. Подухват се изводи под окриљем новооснованог Института за напредну архитектуру.

Да се поиграмо још мало главоломним бројкама: петафлос исто толико у брзини надмашује терафлопс, а такав рачунар – пре десет година осмишљен у првој од две веома угледне научне установе – и данас представља врхунац технолошког умећа. А обавља билион (1.000 милијарди) рачунских радњи у секунди.

Замисао је разматрана још пре годину и по, у време отварања поменутог истраживачког центра, с наканом да се премости огроман јаз између могућих (теоретске) и стварних (постојеће) одлика савремених суперкомпјутера. За испуњење циља ваљало је осмислити усавршено устројство.

Веома брзи и моћни рачунари олакшавају да се дочарају сложене појаве у стварности. Будући најбржи и најмоћнији омогућиће да се у највећој мери тачно опонашају медицинске претраге, напредни материјали, климатска збивања, енергетско снабдевање и војни догађаји. Главни задатак с којим ће се суочити огледа се у смањењу несклада између протока података и брзине обраде.

Потоња се односи на то колико времена процесори (чипови) утроше на баратање датостима у решавању великих изазова. Ток података обухвата, наиме, преузимање из складишта (меморија), пребацивање на обраду у процесор и враћање назад. Што су машине веће, укладиштење је даље од места обраде (чипови) и то успорава протицање.

У егзакомпјутеру чуваће се у десетинама хиљада удаљених процесора, зато се смишља како да сваки све време понешто ради, да ниједан не остане без посла ниједног трена. Искушење проширења (скалабилност) и те како задаје главобоље. Технолошки изазов огледа се у томе како да се процесор издели на два, четири или осам језгара. Поједине нарочите намене ни то не задовољава: најављује се 24 и више језгара на једној силицијумској плочици! Предвиђа се, чак, да је могуће стотине натерати да истовремено изводе задатке на истом чипу.

Искрсава још једна тешкоћа: усклађивање моћних програма (софтвер) и огромне скаламерије (хардвер) да би се избегло да једно претегне на штету другог; најповољније је да буду у непрекидној равнотежи.

Напоредна (паралелна) обрада података подразумева да свако језгро склапа своју коцкицу велике слагалице истовремено са осталима, што увелико повећава укупну брзину сваког чипа. Није препоручљиво (и нужно) да се убрза такт, мерено у гигахерцима, јер би се поспешило загревање (испуштање топлоте) и увећало расипање струје. Управо се изискује смањење електричног напајања, насупрот данашњим машинама које троше десетине мегавата – знатан део испоруке електрана. А један мегават стаје милион долара годишње.

У јануару је у Националној лабораторији Сандија уприличено саветовање по позиву, под називом „Меморијске могућности веома захтевног рачунарства”, окупивши педесетак врсних зналаца – од државних представништава до компанија које израђују процесоре и моћне рачунаре.

Пре десет година јавност се запањила сазнавши за први суперкомпјутер (ASCI Red) од једног терафлопса (10^-12), оспоссобљен да изведе билион математичких прорачуна у секунди. Нешто скорије је ошамутила новост да се појавио хиљаду пута бржи (један петафлопс) који је домашио следећу границу – хиљаду билиона израчунавања у секунди (10^-15).

Одбројавање до објаве новог најмоћнијге на свету – првог егзорачунара – већ је отпочело.