Superkomputer w kostce cukru?
Doktor Bruno Michel z IBM Zurich twierdzi, że w ciągu kilkunastu lat mogą powstać superkomputery wielkości... kostki cukru. Będzie to możliwe dzięki nowemu podejściu do projektowania komputerów, które umożliwi układanie procesorów jeden na drugim. Układy będą chłodzone wodą przepływającą pomiędzy nimi.
Architektura, nad którą pracuje IBM, nie ma jednak na celu zmniejszanie wielkości superkomputerów, a zbudowanie energooszczędnych maszyn.
Obecnie około 2% światowego zużycia energii przypada na sprzęt komputerowy. Zdaniem Michela, w przyszłości musimy skupić się nie na zwiększaniu mocy komputerów a na zmniejszaniu przez nie zużycia energii.
Michel wraz z zespołem zaprezentowali prototypowy system Aquasar. Rozmiarami przekracza on znacznie kostkę cukru, gdyż jest większy od lodówki. Jednak Aquasar zużywa o niemal 50% mniej energii niż najbardziej wydajne superkomputery.
Jak zauważył Michel, w przeszłości podstawowym problemem były ceny sprzętu. Przed 50 lat pojedynczy tranzystor kosztował dolara. Obecnie koszty produkcji pojedynczego tranzystora są stukrotnie mniejsze od kosztów wydrukowania pojedynczego znaku na papierze. Tak znaczący spadek cen spowodował, że koszty nie są już przeszkodą na drodze do powstania superkomputerów przyszłości. Tym, co martwi specjalistów, są koszty energii potrzebnej mu do pracy. Michel przewiduje, że w przyszłości koszty operacyjne centrum bazodanowego będą wyższe niż koszty jego budowy. A do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na energię przyczynia się konieczność chłodzenia systemów komputerowych.
Dlatego też coraz większą wagę przywiązuje się do zużycia energii. Obecnie najbardziej wydajne superkomputery są w stanie wykonać około 770 milionów operacji na sekundę zużywając przy tym 1 wat mocy. Aquasar zużywa 1 wat wykonując 1,1 miliarda operacji na sekundę. System jest jednak dość duży, dlatego też Michel i jego zespół pracują nad jego zmniejszeniem. "Obecnie zbudowaliśmy system Aquaser, który składa się z szafy pełnej procesorów. Planujemy, że za 10-15 lat zmniejszymy go do rozmiarów kostki cukru" - mówi Michel.
Przed naukowcami piętrzą się jednak poważne problemy. Samo dostarczenie danych do miejsca, gdzie są one używane do przeprowadzenia obliczeń wymaga 1000-krotnie więcej energii niż jest zużywane podczas liczenia. Ponadto samo przesyłanie danych jest głównym czynnikiem opóźniającym wszelkie operacje logiczne. Systemy muszą być zatem chłodzone nie tylko tam, gdzie odbywają się obliczenia, ale również i tam, gdzie przesyłane są dane. Zapewnianie odbioru ciepła jest niezwykle skomplikowaną operacją. Jak mówi Michel, układ składający się z 1 miligrama tranzystorów wymaga obecnie urządzeń chłodzących o wadze 1 kilograma. Potrzebne jest zatem nowe podejście do kwestii przesyłania danych, obliczeń i chłodzenia. Im większy dystans dzieli układy, tym więcej energii jest zużywane i tym więcej ciepła wydzielane. Rozwiązaniem problemu byłoby układanie procesorów na sobie. Taka architektura wymaga jednak opracowania nowych systemów chłodzących.
Komentarze (1)
cyberant, 16 listopada 2010, 12:47
Takie podejście wydaje się sensowne, ale trzeba czasu żeby technologię warstwowych procków dopracować, no i to chłodzenie wodne takiego procesora pewnie będzie sprawiało wiele problemów.
Na chwilę obecną skupiłbym się bardziej na wykorzystaniu już wyprodukowanego ciepła. Czytałem jakiś czas temu (chyba nawet na kopalni wiedzy) że w jakimś kampusie studenckim podgrzewają basen i pomieszczenia dla studentów ciepłem wydzielanym przez serwerownię... I to jest moim zdaniem naprawdę dobre rozwiązanie. Lepiej gospodarować tym co już mamy!