Заключение

В.К. Левин, академик РАН

Развитие структурно-технического построения вычислительных средств и систем в значительной мере обусловлено совершенствованием компонентной базы (микроэлектронные приборы, память, средства связи и ввода-вывода данных) и, с другой стороны, - исходит из потребностей применений. Эти аспекты развития взаимосвязаны, т. е. компьютеры, в свою очередь, стимулируют развитие компонентной базы и процессы информатизации.

Прогресс электронной вычислительной техники как по уровню производительности, так и в отношении внедрения в практику применений, рассматриваемый за более чем полувековой период её существования, носит характер активно протекающей эволюции, которая определяется широким многообразием факторов и устойчиво-высоким темпом. Вместе с тем, имели место острые и даже переломные моменты, столкновения ярких новаций и «здравого консерватизма» - недаром говорится о «бурном развитии» в этой области; это проявлялось при обновлениях поколений компонентной базы, схемотехники и структур (архитектур), при переходах на новые виды памяти и внешних устройств, при миниатюризации аппаратуры, освоении новых применений, повсеместном внедрении человеко-машинного диалога, формировании концепций «машинного интеллекта».

Характеристики современной электроники, как компонентной базы вычислительной техники, далеко превзошли те «ограничения», на которые указывалось в ряде прогнозов прошлых лет. В настоящее время проявляется оптимизм как в отношении развития этой базы на ближайшие годы, так и в более отдаленной перспективе, связываемой с различными проявлениями нанотехнологий. 1

В структурном построении средств вычислительной техники «неймановская» концепция и принципы программирования, сформировавшиеся в середине прошлого века, сохраняют своё фундаментальное значение; современные структуры скорее их дополняют и развивают, нежели являются альтернативными. Вместе с тем, мы сознаем, что человек думает (можно сказать, обрабатывает информацию) не так, как компьютеры, и это (наряду с прочим) вдохновляет на поиск других парадигм машинной обработки информации. 2

Создание и применение всё более мощных суперкомпьютеров признается одним из приоритетных направлений в современной цивилизации. На сегодня созданы и результативно используются в научных учреждениях и в промышленности России многопроцессорные системы различного уровня производительности, обеспечивая решение разнообразных актуальных задач высокой вычислительной сложности. В процессе проведенных работ сформирован задел для построения более мощных систем, дальнейшего повышения их технико-экономических характеристик (по соотношению производительность/стоимость и др.) и расширения использования в информационно-вычислительных сетях в темпе мирового прогресса.

Примечания

1. В перспективе ближайшего десятилетия, экстраполируя существующий темп развития суперкомпьютеров [14] и оценивая потребности применений, можно прогнозировать выход производительности вычислительной системы в 2015 г . на уровень 10 17 оп./с (100 Pflops ). В качестве иллюстрации отметим, что корпорация Intel , переходя в 2007 г . к выпуску 4-ядерных микропроцессоров на технологии 45 нм, анонсировала на 2010 г . выпуск чипов площадью 14 ? 22 мм 2 на технологии 32 нм, содержащих по 80 процессорных ядер с тактовой частотой 3 - 6 ГГц и суммарной производительностью 1 - 2 Tflops . [31-33] На такой же уровень производительности чипа нацелено развитие микропроцессоров Cell . Объединение 50 - 100 тыс. чипов этого уровня (что по количеству стоек и энергопотреблению будет соответствовать наиболее мощным современным системам) позволит получить вышеуказанную прогнозируемую производительность. Вместе с тем, возникнет много вопросов построения и освоения такого рода системы, содержащей несколько миллионов вычислительных ядер!

2. Вычислительные средства, основанные на каких-то новых подходах к обработке данных (такие, как квантовые вычисления и др.) не обязательно должны быть «универсальными». Они могут быть реализованы в виде функционально-специализированных процессоров, присоединяемых к «обычному» компьютеру, образуя проблемно-ориентированный комплекс (уже используется термин «гибридные системы», который когда-то применялся к попыткам объединить цифровую и аналоговую технику). Развиваемая в настоящее время параллельная обработка также во многом выглядит как своеобразная специализация, поскольку ее эффективность, вообще говоря, зависит от характера решаемых задач. Таким образом, специализация может определяться не только функциональными и конструктивными особенностями компьютера, но и новизной, «нетрадиционностью» в способах его применений, что потребует определенных усилий в освоении. В настоящее время рассматриваются другие среды и явления (оптика, химический синтез, бионика); они так же могут восприниматься в виде «нетрадиционных» специализированных построений, ориентированных на те или иные конкретные применения (по крайней мере, на этапе освоения).

Этапы развития суперкомпьютеров. Оглавление
Литература
Статья помещена в музей 10.11.2008 с разрешения автора