Китайскому суперкомпьютеру нужны суперпользователи

Новый китайский суперкомпьютер Тяньхе-1A (Tianhe-1A) — отныне самый быстрый в мире. По своей мощности он на 47% превзошел недавнего чемпиона — систему Jaguar XT5, разработанную в Oak Ridge National Laboratory, штат Теннеси. Но если китайские чиновники преподносят 2,5-петафлопсовый суперкомпьютер как пример национальной инновации, то некоторых китайских исследователей беспокоит другой факт: количество их коллег, которые могут хоть в какой-то степени использовать мощность машины, довольно незначительно.

Тяньхе-1А разработан Национальным университетом оборонных технологий (NUDT) Центрального военного совета в Чанша и размещен в Национальном центре для суперкомпьютеров в Тяньцзине, который является секретным объектом. Несмотря на свое происхождение, машина предназначена для мирных потребностей, таких как прогнозирование погоды, анимация, моделирование запасов нефти и газа, утверждает Лю Гуанмин, директор суперкомпьютерного центра.

Суперкомпьютер состоит из 14336 процессоров Intel Xeon и 7168 графических плат Nvidia Fermi, упакованных в 120 шкафов размером с холодильник. Инженеры NUDT разработали новые соединительные конструкции, которые работают вдвое быстрее стандартных американских, чтобы в полной мере воспользоваться скоростью графических втулок и мощностью процессоров для осуществления сложных вычислений. Разработчики также установили в машину несколько китайских процессоров Feiteng-100 вместо втулок Intel.

Однако не исключено, что пройдут годы, прежде чем китайское программное обеспечение сможет полностью реализовать вычислительные мощности оборудования. «К стыду китайских разработчиков суперкомпьютеров, использовать их мощные машины способны только несколько исследователей, — говорит Сюй Роншен, специалист по вычислительной физике, работающий экспертом по сетевой безопасности в Пекине. — Лишь некоторые китайские ученые умеют описывать свои задачи математически».

«Воспитание пользователей суперкомпьютеров — это как ресторан, — отметил Лю Гуанмин. — Нужно не только удовлетворить потребности клиентов с различными вкусами, но и иметь клиентов с большими счетами, чтобы ресторан давал доход».

Пока большинство пользователей суперкомпьютеров в Китае, образно говоря, заказывают блюда из детского меню. Только 1% программ на предыдущем чемпионе по скорости, суперкомпьютере Dawning 5000A из Шанхайского суперкомпьютерного центра, используют свыше 160 из 30720 ядер машины. Для сравнения: 18% программ, которые работают на Jaguar XT5, используют от 45 до 90 тыс. из 150162 ядер машины. «Суперкомпьютер без программного обеспечения — как дикий конь без упряжи, — говорит Чжан Юнкван, специалист по параллельному вычислению из Института программного обеспечения Китайской академии наук в Пекине. — Его силы расходуются впустую».

В частности, проблемой является стоимость. По словам Чжан Юнквана, большинство промышленных программ на китайских суперкомпьютерах используют коммерческое программное обеспечение, приобретенное в Соединенных Штатах и других странах. Чем больше процессоров поддерживает программа, тем она дороже, поэтому весьма немногие китайские пользователи могут позволить себе приобрести лицензионные программы.

Министр науки Китая Ван Ган высказал пожелание, чтобы Китай начал разрабатывать собственные программы в таких сферах, как моделирование климата и биотехнологии. Для этого нужно предусмотреть значительное вливание средств в
12-м пятилетнем плане, выполнение которого должно начаться в следующем году. По словам Чжан Юнквана, сейчас на программное обеспечение тратится лишь один цент с каждого доллара, израсходованного на развитие «железа».

Пройдут месяцы, пока Тяньхе-1A сможет достичь своей теоретической максимальной скорости — 4,7 петафлопс. Но тогда он почти наверняка уже не будет самым быстрым в мире. Пять суперкомпьютеров класса 10-петафлопсовых строятся в Японии и Соединенных Штатах, где размещено более половины суперкомпьютеров из списка Топ-500.