Экономия должна быть

Одна из основных проблем существующих суперкомпьютеров — гигантское энергопотребление. Занимающий второе место по производительности в мире суперкомпьютер Tianhe — 1A требует 4.04 МВт энергии. При этом его быстродействие составляет 2.57 петафлопс. Потребляемого Tianhe — 1A количества энергии хватит, чтобы питать примерно 5000 домов. Например, рекорд энергопотребления столицы России составляет 17251 МВт в день. Суперы следующего поколения с экзафлопной производительностью будут требовать электроэнергии, которой хватило бы уже на небольшой город.

Понятное дело, такое положение вещей не устраивает тех, кто оплачивает счета за свет. Возьмем уже упомянутый Tianhe — 1A.

При стоимости электроэнергии 10 центов за один киловатт/час, суперкомпьютер обходится в 400 долларов в час или же 3.5 млн долларов в год. В Америке решать эту проблему будут сразу несколько групп ученых под крылом Министерства Обороны США. Задача у них сразу глобальная, не снизить потребление на 5-10%, а разработать систему с петафлопсовой производительностью и потреблением 57 кВт энергии. Это 40% от мощности Tianhe — 1A и всего 1% от его энергопотребления.

В качестве возможных решений проблемы рассматривается сразу несколько вариантов. Это и интеграция процессоров и чипов памяти, и средства оптимизации «налету», и выборочное управление питанием. В NVIDIA разрабатывают новый микрочип Echelon для суперкомпьютеров, ядра которого будут потреблять по 10 пикоджоулей энергии на одну операцию с плавающей запятой. Существующая сейчас архитектура Fermi «кушает» по 200 пикоджоулей. В сравнении с ними, например, мобильные процессоры Intel Core Duo года эдак от 2006 — настоящие проглоты, они употребляли по 10000 пикоджоулей на одну операцию. Сроки на разработку отводятся тоже немалые: создание первого суперэкономичного суперкомпьютера запланировано на 2018 год.