Phòng thí nghiệm quốc gia của Bộ năng lượng Mỹ, Argonne, đã bắt đầu xây dựng siêu máy tính của IBM trở thành một trong những siêu máy tính mạnh nhất hiện nay, hất văng vị trí dẫn đầu của Tianhe-1a chỉ sau 1 thời gian ngắn nắm giữ vị trí. Siêu máy tính Thiên Hà-1A của Trung Quốc sẽ sớm nhường vị trí ...
Phòng thí nghiệm quốc gia của Bộ năng lượng Mỹ, Argonne, đã bắt đầu xây dựng siêu máy tính của IBM trở thành một trong những siêu máy tính mạnh nhất hiện nay, hất văng vị trí dẫn đầu của Tianhe-1a chỉ sau 1 thời gian ngắn nắm giữ vị trí.
Siêu máy tính Thiên Hà-1A của Trung Quốc sẽ sớm nhường vị trí chi Mira.
(Ảnh minh họa Internet)
Theo IBM, mô hình siêu máy tính mới của hãng sẽ có tên gọi là Mira, có khả năng thực hiện phép toán 10 petaflops mỗi giây và sẽ được đưa vào hoạt động vào năm 2012. Nó sẽ được xây dựng trên phiên bản kế tiếp của kiến trúc siêu máy tính Blue Gene từ IBM, còn được gọi là Blue Gene/Q.
Thông qua sự tài trợ của Bộ Khoa học quốc gia, Argonne là nơi cho phép chính phủ, các nhà nghiên cứu, viện hàn lâm khoa học truy cập vào siêu máy tính để nghiên cứu những dự án có quy mô lớn, các dự án phát triển. Các siêu máy tính được sử dụng để phục vụ các lĩnh vực tính toán hóa học, khí động học, khoa học vật liệu, năng lượng thay thế và các ngành khác.
Tháng trước, Tổng thống Mỹ Barack Obama nhấn mạnh rằng, việc sử dụng các siêu máy tính như là một cách để Mỹ có thể duy trì lợi thế cạnh tranh kinh tế của mình. Ông ám chí tới sự tiến bộ của các nước khác, như Trung Quốc, đã thực hiện công việc xây dựng các siêu máy tính của riêng mình.
Con số hiệu suất tính toán 10 petaflop đã bỏ xa con số mà Thiên Hà-1A (Tianhe-1a) của Trung Quốc nắm giữ vị trí siêu máy tính lớn nhất thế giới hiện nay với hiệu suất 2,67 petaflops trong Top500 siêu máy tính nhanh nhất thế giới bình chọn 2 năm một lần.
Theo IBM dự đoán, siêu máy tính Mira có thể được sử dụng để cắt giảm thời gian cần để chạy các mô hình máy vi tính và thậm chí là thực thi công việc mà trước đây quá lớn ngay cả đối với các máy tính lớn nhất thế giới. Nó có thể nghiên cứu phản ứng với thuốc của cơ thể con người trên máy tính chỉ trong khoảng 2 phút, nhanh gấp 5 lần so với các siêu máy tính hiện nay. Tốc độ chạy nhanh hơn cho phép các ngành công nghiệp nghiên cứu khoa học và các học viện có thể tiến hành nghiên cứu thêm để đưa ra các sản phẩm mới và đổi mới cho thị trường.
Đến năm 2012, Mira sẽ là một trong ba hệ thống siêu máy tính của Mỹ từ IBM có khả năng thực hiện phép tính 10 petaflops hoặc lớn hơn. IBM cũng sẽ đưa ra một mô hình siêu máy tính chạy ở tốc độ 20 petaflop cho phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) của Bộ năng lượng Mỹ có tên gọi là Sequoia. Hãng cũng sẽ tài trợ hệ thống Blue Waters chạy ở tốc độ 10 petaflops cho đại học Illinois tại Urbana, thuộc Trung tâm quốc gia cho các ứng dụng siêu máy tính.
Mira bao gồm 750.000 bộ xử lý IBM PowerPC A2 chạy ở tốc độ 1,6 Ghz. Mỗi bộ xử lý sẽ thực hiện một phép tính toán và được đặt trong 1.024 giá đỡ khác nhau, mỗi giá được trang bị 128 nút điều chỉnh I/O để dành riêng cho việc di chuyển dữ liệu trong việc tính toán. Mỗi nút điều khiển sẽ được trang bị 8 hoặc 16GB bộ nhớ, tập hợp đến 750 terabyte bộ nhớ trên toàn hệ thống. Việc chuyển đổi các dữ liệu sẽ thông qua kết nối IBM 5D Torus với băng thông 40 gigabit/giây.
Siêu máy tính này sẽ chạy hệ điều hành mã nguồn mở Compute Node Lightweight, một phiên bản sửa đổi của Red Hat Enterprise Linux. Hệ thống sẽ được làm mát bằng nước và tiêu thụ trung bình 60 kW cho mỗi giá đỡ.
IBM không tiết lộ giá của Mira, mặc dù họ cho rằng, Argonne đã mua siêu máy tính này với kinh phí tài trợ lên đến 180 triệu USD.
Turek, chuyên gia siêu máy tính của IBM cho biết: “Trong khi hệ thống siêu máy tính này có khả năng thực hiện 10 petaflops thì siêu máy tính Blue Gene/Q có thể hoạt động với quy mô lên đến 50 petaflops, thậm chí nhiều hơn nữa”.
IBM đã phát triển kiến trúc Blue Gene từ năm 1993 như một phần của một nỗ lực phát triển 100 triệu USD của chính phủ Mỹ cùng với LLNL. Các nỗ lực nghiên cứu nhằm tạo ra một kiến trúc siêu máy tính hiệu quả cả về năng lượng lẫn hiệu suất, có khả năng mở rộng siêu máy tính lớn hơn.
Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Mỹ đã bắt đầu xây dựng Mira, siêu máy tính IBM được kỳ vọng vươn lên nhóm mạnh nhất thế giới. Dự án xuất hiện không lâu sau khi Tianhe-1A của Trung Quốc giành vị trí dẫn đầu trong bảng xếp hạng Top500 các siêu máy tính nhanh nhất. Khi hoàn thành, Mira dự kiến hất văng Tianhe-1A khỏi ngôi đầu bằng năng lực tính toán vượt xa hệ thống đang đạt 2,67 petaflops.
Theo kế hoạch của IBM, Mira có thể thực hiện 10 petaflops, tương đương 10 triệu tỷ phép tính dấu phẩy động mỗi giây, rồi được đưa vào hoạt động trong năm 2012. Hệ thống sử dụng thế hệ tiếp theo của kiến trúc Blue Gene, mang tên Blue Gene/Q, dòng thiết kế được phát triển nhằm cân bằng hiệu suất mạnh với mức tiêu thụ năng lượng hợp lý. Con số 10 petaflops khiến Mira bỏ xa Tianhe-1A, vốn đang giữ kỷ lục 2,67 petaflops trong bảng Top500 được bình chọn định kỳ hai năm một lần.
Argonne được Bộ Khoa học quốc gia tài trợ để cung cấp quyền truy cập siêu máy tính cho chính phủ, giới nghiên cứu và các viện hàn lâm khoa học. Nguồn lực này phục vụ những dự án quy mô lớn, vốn đòi hỏi năng lực tính toán vượt quá khả năng của máy tính thông thường hoặc các hệ thống nhỏ hơn. Những lĩnh vực hưởng lợi gồm tính toán hóa học, khí động học, khoa học vật liệu, năng lượng thay thế cùng nhiều hướng nghiên cứu khác.
Mira được kỳ vọng rút ngắn đáng kể thời gian chạy các mô hình máy tính, đồng thời mở đường cho những bài toán trước đây quá lớn ngay cả với các siêu máy tính mạnh nhất. IBM cho biết hệ thống có thể mô phỏng phản ứng của cơ thể con người đối với thuốc trong khoảng hai phút, nhanh gấp năm lần so với các siêu máy tính hiện nay. Tốc độ xử lý cao hơn giúp doanh nghiệp, trường đại học và các nhóm khoa học thử nghiệm nhiều phương án hơn, từ đó thúc đẩy sản phẩm mới cùng các cải tiến công nghệ.
Sự xuất hiện của Mira cũng gắn với cuộc cạnh tranh năng lực tính toán giữa Mỹ và những quốc gia đang đầu tư mạnh cho siêu máy tính, trong đó có Trung Quốc. Tháng trước, Tổng thống Mỹ Barack Obama nhấn mạnh rằng siêu máy tính là một công cụ giúp Mỹ duy trì lợi thế cạnh tranh kinh tế trong bối cảnh công nghệ toàn cầu phát triển nhanh. Đến năm 2012, Mira dự kiến trở thành một trong ba hệ thống IBM tại Mỹ có khả năng đạt 10 petaflops hoặc cao hơn.
Hai dự án còn lại gồm Sequoia, hệ thống IBM dành cho Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, với mục tiêu đạt 20 petaflops. IBM cũng tài trợ Blue Waters, siêu máy tính 10 petaflops cho Đại học Illinois tại Urbana thông qua Trung tâm quốc gia về các ứng dụng siêu máy tính. Những hệ thống này cho thấy Mỹ và IBM đang chuẩn bị nhiều nền tảng tính toán cực lớn, thay vì chỉ đặt cược vào một cỗ máy duy nhất.
Bên trong Mira là khoảng 750.000 bộ xử lý IBM PowerPC A2 chạy ở tốc độ 1,6 GHz, được phân bổ trong 1.024 giá đỡ để hình thành toàn bộ hệ thống. Mỗi giá đỡ có 128 nút điều khiển I/O chuyên xử lý việc di chuyển dữ liệu, còn mỗi nút được trang bị 8 hoặc 16 GB bộ nhớ, đưa tổng dung lượng lên khoảng 750 terabyte. Các bộ xử lý trao đổi dữ liệu qua kết nối IBM 5D Torus với băng thông 40 gigabit mỗi giây, yếu tố quan trọng khi hàng trăm nghìn đơn vị cùng làm việc.
Mira chạy hệ điều hành mã nguồn mở Compute Node Lightweight, một phiên bản được sửa đổi từ Red Hat Enterprise Linux, đồng thời sử dụng hệ thống làm mát bằng nước để kiểm soát nhiệt lượng. Mỗi giá đỡ tiêu thụ trung bình 60 kW, cho thấy thách thức năng lượng lớn đi kèm sức mạnh tính toán hàng đầu. IBM không công bố giá Mira, nhưng cho biết Argonne mua hệ thống bằng khoản kinh phí tài trợ lên tới 180 triệu USD, trong khi chuyên gia Turek nói Blue Gene/Q có thể mở rộng đến 50 petaflops hoặc cao hơn, còn nền tảng Blue Gene đã được IBM phát triển từ năm 1993 với nỗ lực nghiên cứu trị giá 100 triệu USD của chính phủ Mỹ cùng Lawrence Livermore.
