Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Отечественные реконфигурируемые суперкомпьютерыn [sdelanounas.ru]

Аватар пользователя theTurull

Уже 15 лет у нас в стране производятся реконфигурируемые суперкомпьютеры, но только сейчас появилась возможность рассказать о них благодаря статье Сергея Шаракшанэ. Дополню текст автора фотографиями и примечаниями для популяризации материала. Этого так не хватает нашим отечественным научным статьям!

 

Тэги: Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения

 

Мой комментарий к статье: Честно говоря про данное направление узнал из статьи. Куча пока просто непонятных вещей, но сам факт что здесь мы не отстаем а значительно превосходим западные страны, не может не радовать.

ЗЫ

прочитайте комментарии к статье, там материала еще на один пост!

внимание: трафик, 24 картинки!


 

Если страна хочет обеспечить национальную безопасность, создать конкурентоспособную продукцию, предложить инновации завтрашнего дня — то сегодня ей нужно лидировать в супервычислениях. Нужно участвовать в гонке передовых государств мира по созданию все более высокопроизводительных суперкомпьютеров. Вместе с тем, в самой этой гонке возникли принципиальные трудности, и теперь создателям суперкомпьютеров сейчас нужны новые решения. Один из таких оригинальных подходов предложили российские ученые из Таганрогской школы во главе с член-корр. РАН Игорем Каляевым.


С этим подходом, как выразился академик А.С. Бугаев, мы оказались «впереди планеты всей». И хотя он не позволяет кардинально решить все проблемы современных вычислительных систем — это сейчас никому в мире не по силам, — он позволяет повысить основные характеристики на один-два-три порядка при решении ряда актуальных научно-технических задач. Речь идет о так называемых реконфигурируемых компьютерах. И 12 мая с.г. Президиум РАН заслушал научное сообщение «Многопроцессорные вычислительные и управляющие системы с реконфигурируемой архитектурой» члена-корреспондента Игоря Анатольевича Каляева, директора НИИ многопроцессорных вычислительных систем Южного федерального университета.

* * *

Итак, суть подхода Таганрогской школы в следующем: у суперкомпьютера есть временны́е затраты, связанные с организацией вычислительного процесса и с ними надо бороться, так вот, ученые предложили их минимизировать путем создания специализированной многопроцессорной вычислительной системы. Грубо говоря, отказаться от стремления к универсальности машины, а наоборот — конкретно под задачу сконструировать такую конфигурацию суперкомпьютера, которая наиболее подходит именно под данный тип задач. И выигрыш на этом пути оказался огромным, поскольку множество важнейших задач, имеющих для страны стратегическое значение, как раз оказались такими: они потребовали бы колоссальной, почти нереальной на сегодня производительности суперкомпьютеров, но суперкомпьютеры, созданные с конфигурацией строго под данные узкие классы задач, будучи на порядки более экономичными, с блеском с данными задачами справляются.

* * *

Какова в настоящее время основная тенденция в мире в области супервычислений?

Член-корреспондент И.А. Каляев. Если с 1964 г. по 1984 г. производительность суперкомпьютеров повысилась на три порядка, то дальше каждые десять лет производительность повышалась именно на эти три порядка. Список ТОП-500, который включает в себя 500 наиболее производительных вычислительных систем мирового сообщества, обновляется два раза в год. Сегодня первое место занимает китайский суперкомпьютер «Тианхэ-2» («Млечный путь») с производительностью 33,9 петафлопс, то есть 10^15 операций в секунду. Далее идут два американских суперкомпьютера — «Titan» Оук-Риджской национальной лаборатории и «Sequoia» Ливерморской лаборатории.

Суперкомпьютеры, занимающие первые места в этом списке ТОП-500, потребляют очень много электроэнергии — около 10 мегаВатт, а суперкомпьютер «Тианхэ-2», занимающий первое место, потребляет почти 18 мегаватт!

Для достижения же экзафлопсной производительности при использовании современных технологий потребуется предположительно 1 гигаватт мощности (это примерно шестая часть энергии, даваемой Саяно-Шушенской ГЭС) и потребуется 250 тысяч кубических метров объема оборудования (это здание с основанием 50 на 50 метров и высотой в 100 метров). Не решены также и принципиальные проблемы с отводом тепла.

В действительности ситуация еще хуже. Большинство суперкомпьютеров, входящих в список ТОП-500, имеют жесткую кластерную архитектуру. Компьютеры данного класса показывают высокую производительность при решении только так называемых связанных задач, которые не требуют большого числа информационных обменов — т. е. которые могут быть разрезаны на взаимно несвязанные подзадачи. При решении же сильно связанных задач — скажем, задач цифровой обработки сигналов и изображений, задач математической физики, задач символьной обработки — их реальная производительность резко падает и составляет всего 5-10 процентов от пиковой.

Более того, спад производительности наблюдается и при увеличении числа процессоров в системе. В жесткой архитектуре таких систем возникают большие непродуктивные временны́е затраты, связанные не с полезными вычислениями, а с организацией вычислительного процесса: часть процессоров простаивает, часть занимается транзитом информации — все это ведет к большим временны́м потерям при организации вычислительного процесса. В качестве примера можно привести задачу моделирования и оптимизации режимов работы газотурбинного двигателя: даже с использованием суперкомпьютера производительностью 1 петафлопс (что эквивалентно производительности суперкомпьютера «Ломоносов»), необходимо 2,5 тысячи дней машинного времени, т. е. почти семь лет!


Академик Б.Н. Четверушкин
. Производительность, если вы берете много процессоров или ядер, резко падает, получается — машина есть, а с решением больших задач возникает проблема. С этим сейчас столкнулись наши зарубежные партнеры. В конце апреля на одной конференции мы беседовали с директором китайского центра: у них к концу года будет машина 100 петафлопс, но — как использовать? Та же самая проблема в Штутгарте. Когда одновременно работает сотня тысяч ядер, они мешают друг другу.

Словом, исследователи в области суперокомпьютеростроения подошли к некоторому технологическому пределу.

* * *

Вывод: нужны новые подходы к созданию высокопроизводительных вычислительных систем.

Академик Ф.Л. Черноусько. Игорю Анатольевичу принадлежит новый, оригинальный подход к построению компьютеров, который он называет «реконфигурируемыми системами», который дает возможность пользователю программировать архитектуру компьютера под структуры решаемой задачи. Этот проблемно-ориентированный подход дает большой выигрыш.

Академик А.С. Бугаев. Сделан, по сути дела, завод по производству спецкомпьютеров, которые широко востребованы для различных применений — они по своим параметрам на порядки превосходят универсальные спецвычислители, поэтому имеют огромную нишу для применений.

Академик В.Г. Бондур. Обычно суперкомпьютеры созданы по т.н. кластерной архитектуре, когда берутся микропроцессоры, коммутаторы и собираются для решения кластерных задач. И слабосвязанные задачи, по терминологии Игоря Анатольевича, решаются отдельно на каждом кластере.

Мы, как математики, идем другим путем: стараемся создать логически простые, но эффективные алгоритмы. Это крайне сложно, но во многих случаях получается. У нас сейчас есть примеры расчетов вместе с коллегами из Таганрога — на миллиардах узлов и полных трехмерных задач астрофизики с магнитной гидродинамикой, полные трехмерные задачи гидродинамики.

* * *

О преимуществах «реконфигурируемых систем».

Академик В.Г. Бондур. Это, во-первых, высокая производительность — до 60 процентов пиковой производительности может быть реализовано в этой архитектуре. Во-вторых, высокая энергетическая эффективность — количество операций на Ватт или мегаВатт энергопотребления больше, чем в случае с обычными кластерными процедурами, почти на два порядка. И, в-третьих, это маленькие объемы, которые занимает оборудование — примерно на два порядка меньше, чем у кластерных вычислительных систем.

Академик Ф.Л. Черноусько. Очень важно, что при этом улучшается и отказоустойчивость системы. Обычный способ борьбы с отказами — это резервирование, то есть создание, дублирование системы: если одна выйдет из строя, ее заменяет вторая. В подходе, который развивается И.А. Каляевым, отказоустойчивость увеличивается за счет того, что некоторые блоки в случае отказа берут на себя часть работы, которая должна быть выполнена.

Академик А.С. Бугаев. Можно было ожидать серьезных проблем с тем, как транслировать обычные программы, которые созданы для кластерных компьютеров. Но коллектив И.А. Каляева придумал замечательный язык, который позволяет создавать некий ретранслятор программ, созданных для других вычислительных систем, и превращать в системы, которые можно реализовывать на этих суперкомпьютерах — это очень важно.

* * *

Научное сообщение члена-корреспондента И.А. Каляева.

Минимизировать временные затраты, связанные с организацией вычислительного процесса в процессорной системе, можно следующим образом. В каждой операционной вершине информационного графа необходимо вставить свой вычислительный элемент и связать их друг с другом в соответствии с топологией информационного графа. В этом случае все непродуктивные затраты будут минимизированы и реальная производительность такой многопроцессорной системы практически равна пиковой, то есть теоретически достижимой.

 

Рисунок: Структурно-процедурная организация вычислений в поле ПЛИС 

 

Понятно, что создание подобной проблемно-ориентированной вычислительной процессорной системы под каждую задачу слишком накладно. Поэтому мы предлагаем совместить преимущество кластерных многопроцессорных вычислительных систем, учитывая их универсальность, и специализированных, а именно, их высокую реальную производительность — предоставив возможность пользователю формировать архитектуру вычислительной системы.

Для этого у него должно быть в распоряжении некоторое вычислительное поле, состоящее из набора вычислительных элементов и средств коммутации между ними. Тогда при решении очередной задачи с помощью средств схемотехнического программирования пользователь может создать проблемно-ориентированную вычислительную структуру, которая адекватна решаемой задачи, и минимизирует все непродуктивные расходы.

При изменении задачи, он в рамках этого поля может создать новую структуру, которая опять-таки будет оптимальна для решения текущей задачи.

Так обеспечиваем универсальность: при решении каждой задачи за счет того, что создается проблемно-ориентированная структура, минимизирующая временны́е затраты, связанные с организацией вычислительного процесса.

Эта идея своими корнями восходит еще к аналоговым вычислительным машинам, в которых вычислительное поле состояло из набора решающих блоков, построенных на базе операционных усилителей, а коммутация между этими блоками осуществлялась вручную с помощью штекерного поля. В результате формировалась физическая модель решаемой задачи. В той или иной степени идеи реконфигурации были использованы также в цифровых интегрирующих машинах, однородных вычислительных средах, многопроцессорных вычислительных системах с программируемой архитектурой.

Тем не менее, несмотря на большое число исследований в этом направлении, до реальных масштабных внедрений дело не дошло — вследствие отсутствия элементной базы, отвечающей концепции реконфигурируемости архитектуры.

Наконец, в начале 21 века такая элементная база появилась — это так называемые ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) высокой степени интеграции. В настоящее время основной рынок ПЛИС занимают, в основном, две американские фирмы — фирма «Альтера» и фирма «Ксайленкс».

С помощью таких ПЛИС строится вычислительное поле путем их объединения в некоторую структуру, например — ортогональную решетку. В рамках этого поля каждый раз будет формироваться проблемно-ориентированная структура, которая наилучшим образом отвечает структуре решаемой задаче. Т. е. пользователь с помощью средств схемотехнического программирования ПЛИС может формировать различные вычислительные структуры, адекватные решаемым им задачам.

Чем больше будет такое вычислительное поле, тем проще будет отображать его вычислительные задачи без необходимости разрезания их на подзадачи. Поэтому в конструктивном исполнении такое вычислительное поле предлагается формировать на основе т.н. «базовых модулей», каждый из которых включает в себя некоторое количество ПЛИС и представляет фрагмент общего вычислительного поля ПЛИС

.

Фото: Базовый модуль 16М50 Медведь, 2006 год

Эти базовые модули дальше собираются в реконфигурируемые вычислительные блоки,

Фото: Вычислительный блок Медведь, 2006 год.

дальше — в вычислительные стойки,

Фото: РВС-1Р - Мицар, 2008 год

и все это завязывается в единый вычислительный ресурс. Иными словами: в системе отсутствуют стандартные процессоры — весь ресурс ПЛИС используется как один огромный процессор, в рамках которого можно формировать любые вычислительные структуры под решаемые задачи.

Мы развиваем эту технологию более 15 лет и на основе этой технологии создали большое количество различных систем. В качестве примера приведу базовый модуль 2013 года — он включает восемь ПЛИС, каждый из которых содержит 58 млн. вентилей. Все это завязано в общий вычислительный ресурс, в рамках которого можно разместить 1 300 параллельно работающих процессоров. Производительность такой платы составляет 70 гигафлопс или 700×10^9 операций в секунду при потребляемой мощности 300 Ватт (Информацию по данному модулю я не смог найти в интернете. Скорее всего автор назвал очень приблизительную цифру в производительности. - это примечание автора статьи на СделаноУНас)

Это — достаточно сложная технология. Такая плата содержит более 20 слоев. Каждая такая ПЛИС имеет около 2 тыс. «ножек». Это т.н. БГА-корпус, то есть ножки расположены снизу в виде шариков. ПЛИС надо очень точно разместить на плате, прежде чем паять, потом идет сложная технология пайки. Тем не менее, вся эта технология нами освоена, она работает в нашей стране — платы разрабатываются в стране, сборка происходит в стране, настройка — в стране, единственное, к сожалению, сами чипы — зарубежные.

Здесь показан один из первых таких комплексов, созданный в 2009 году — он стоит в МГУ.

 

Фото: РВС-5 Бенетнаш, 2009 год

Фото: РВС-5 Бенетнаш, 2009 год

Он построен на основе

Фото: Базовый модуль 16V5-75 Алькор (Большая медведица), 2008 год

Здесь задействовано одновременно более 1200 ПЛИС (1280) и в этом вычислительном поле размещается более 25 тыс. параллельно работающих процессоров. (РВС-5 состоит из пяти стоек РВС-1. Параметры стойки: 1 ТФлопс двойной точности, 4,8 кВт, 0,21 ГФлопс/Вт, 0,99 ТФлопс/м3)

Еще пример — реконфигурируемая система 2011 года.

Фото: Базовый модуль Ригель, 2011 год

 

Фото: Вычислительный блок Ригель, 2011 год

 

Фото: Стойка на основе вычислительных блоков Ригель, 2011 год

Всего в вычислительном поле задействовано более 1100 ПЛИС, общее число размещаемых процессоров — 130 тыс. параллельно работающих процессоров, производительность — 51 терафлопс (одинарной точности) или 51×10^12 при потребляемой мощности всего 50 кВт. (Параметры стойки: 16,2 ТФлопс двойной точности, 50,4 кВт, 0,32 ГФлопс/Вт, 17,98 ТФлопс/м3)

Система «Орфей» для цифровой обработки сигналов (о ней я еще скажу более подробно) имеет производительность 6,5×10^14 (Система предназначена для обработки телекоммуникационных данных, например шифрование или мониторинг потоков и состоит из двух стоек. В ней были применены оптические каналы. Параметры стойки: 16 ТФлопс двойной точности, 10 кВт, 1,6 ГФлопс/Вт, 23,3 ТФлопс/м3)

 

Фото: Базовый модуль Орфей, 2011 год

 

Фото: Вычислительный модуль Орфей, 2011 год

Фото: РВС Орфей-Т, 2011 год

Реконфигурируемая система РВС-7 (2013 год) содержит 864 ПЛИС, производительность 1,5×10^15 операций в секунду при потребляемой мощности 50 кВт (Параметры стойки: 29,4 ТФлопс двойной точности, 50 кВт, 0,59 ГФлопс/Вт, 29,16 ТФлопс/м3)

 

 

Фото: Базовый модуль 6V7-180 Плеяда, 2013 год (не вырезана из текстолита)

 

Фото: Вычислительный блок 24V7-750 Плеяда, 2013 год

Фото: РВС-7, 2013 год

 

Для сравнения: суперкомпьютер «Ломоносов» (использует процессоры Xeon X5570/X5670/E5630 2.93/2.53 GHz и в качестве спецвычислителей Nvidia 2070 GPU, PowerXCell 8i) потребляет около 3 мегаВатт электроэнергии, занимает 250 кв.метров площади. Эта же система — одностоечная, занимает чуть больше 1 кв.метра площадь и потребляет всего 50 кВт электроэнергии, а по производительности они практически эквивалентны, если не считать, что здесь используется фиксированная запятая.

Переход на новое поколение ПЛИС потребовал разработки принципиально новой системы охлаждения таких суперкомпьютеров. Плотность компоновки ПЛИС поколения «Вертекс-8» уже такова, что уже невозможно использовать воздушную систему охлаждения, которая была применена в предыдущих сериях таких суперкомпьютеров. Совместно со специалистами ИПС РАН нами была разработана принципиально новая технология — технология жидкостного погружного охлаждения.

То есть плата просто опускается в специальную инертную жидкость, через которую производится отвод тепла. Такой подход позволил в пять-десять раз повысить теплоотвод по сравнению с воздушной системой охлаждения. На базе этой технологии в настоящее время нами создается суперкомпьютер в одностоечном варианте, имеющий производительность 1 петафлопс при потребляемой мощности всего 154 кВт. В рамках этого суперкомпьютера задействовано вычислительное поле, содержащее 1,5 тыс. ПЛИС. (Предположительные характеристики стойки: 333 ТФлопс двойной точности, 154 кВт, 2,16 ГФлопс/Вт, 330 ТФлос/м3. На основе таких модулей можно построить суперкомпьютер с пиковой экзафлопсной производительностью двойной точности и энергопотреблением менее полгигаватта, а не один гигаватт как на зарубежных системах. При этом вычислитель в отличие от своих конкурентов будет высокопроизводительным для любых задач!)

Фото: Вычислительный модуль Скат

Фото: Вычислительный модуль Скат

 

Фото: Вычислительный модуль Скат

 

Фото: Вычислительный модуль Скат

(Только вдумайтесь в эти цифры. Производительность одного вычислительного модуля Скат около 30 ТФлопс двойной точности!!!)

Раньше в процессе программирования реконфигурируемых суперкомпьютеров необходимо было задействовать по крайней мере двух специалистов — схемотехника, который должен был формировать вычислительные структуры, адекватные решаемой задаче, и программиста, который должен был программировать ПЛИС для отображения этих структур. Но сейчас нами создан комплекс системного программного обеспечения, который позволяет полностью автоматизировать процесс программирования реконфигурируемых вычислительных систем. Задача пишется на языке высокого уровня — это наша разработка. (язык высокого уровня COLAMO).

Далее с помощью средств отображения автоматически строится граф задачи, разрезается на подграфы в зависимости от имеющегося вычислительного ресурса и отображается уже в вычислительное поле ПЛИС. При этом заполняемость вычислительного поля ПЛИС составляет не менее 60%. Иными словами реальная производительность реконфигурируемых суперкомпьютеров при решении прикладных задач составляет не менее 60% от пиковой, т. е. теоретически достижимой максимальной производительности.

Поскольку это — нестандартная система программирования, наиболее эффективное применение такие машины находят при решении так называемых потоковых задач, когда нужно по единому алгоритму обрабатывать большие массивы или потоки данных. В качестве примеров можно привести задачу корректировки атмосферных изображений, получаемых с помощью большого телескопа специальной Астрофизической обсерватории РАН. Наша небольшая машинка, величиной с обычный ноутбук, позволяет в реальном масштабе времени обрабатывать картинку, которая получается с телескопа, и преобразовывать ее к нужному виду для дальнейших исследований. Ускорение составляет 142 раза.

 

 

Фото: Автономный вычислительный модуль Caleano-V


Совместно со специалистами МГУ нами была разработана система диагностики дорожных покрытий взлетно-посадочных полос. Такая небольшая машинка, установленная непосредственно в автомобиле, в реальном масштабе времени обрабатывает данные, получаемые от георадара, строит трассы радарограмм и формирует соответствующую информацию. Ускорение по сравнению с обычной системой составляет около 200 раз.

 Хорошие перспективы использования таких реконфигурируемых вычислительных систем в бортовых комплексах — их обеспечивают высокие технические характеристики соотношений производительности к объему и производительности к потребляемой мощности.

Принцип реконфигурации может быть использован не только для повышения вычислительных характеристик многопроцессорных вычислительных информационных и управляющих систем, но и для повышения их отказоустойчивости.

В настоящее время проблема отказоустойчивости решается, в основном, за счет принципа резервирования, то есть в состав системы вводится несколько дополнительных процессорных узлов, находящихся в резерве, и в случае выхода из строя любого процессорного узла его задача переносится на один из резервных узлов. Однако понятно, что введение в состав системы дополнительных резервных узлов приводит к повышенному энергопотреблению, повышенным габаритам системы, что зачастую недопустимо, особенно в случае работы таких систем в мобильном варианте.

Поэтому нами предложен способ, позволяющий повысить отказоустойчивость таких сетевых информационно управляющих систем без дополнительных аппаратурных затрат, только за счет их реконфигурации. Идея заключается в следующем. Каждый процессорный узел системы имеет некоторый резерв производительности. Под резервом производительности понимаем возможность выполнения большего объема вычислений в отведенный промежуток времени, чем задана ему в соответствии с изначальным распределением подзадач, общей задачей управления по процессорам.

Тогда в случае выхода из строя любого процессорного узла мы можем перенести задачи, которые решал этот процессорный узел, на работоспособные процессорные узлы, не выходя за ограничения по лимиту времени. При этом преимуществом такого подхода является то, что мы не вводим в состав системы никакого дополнительного оборудования. Обеспечиваем отказоустойчивость только за счет реконфигурации системы. Показано, что метод реконфигурации по сравнению с методом резервирования обеспечивает большую вероятность безотказной работы таких многопроцессорных информационно управляющих систем, причем потребление уменьшается, а число парируемых отказов не увеличивается.

Кто должен осуществлять мониторинг работоспособности всех процессорных узлов и выполнения процедуры реконфигурации? В простейшем случае это можно поручить некоторому специально выделенному процессорному узлу, играющему роль центрального диспетчера. Но тогда эта система становится неустойчивой: выход из строя «центрального диспетчера» будет приводить к отказу системы в целом. Поэтому нами разработан новый подход, использующий множество программных агентов, размещенных в процессорных узлах. Каждый такой программный агент отслеживает работоспособность процессорного узла, в котором он расположен, и информирует об этом всех остальных программных агентов.

Если в какой-то момент времени программный агент перестал отвечать на запросы других программных агентов, они понимают, что соответствующий процессор вышел из строя, и предпринимают шаги по реконфигурации, то есть по переразмещению задач, возложенных на этот процессорный узел, на работоспособные узлы. При этом в состав системы не вводится никакое дополнительное оборудование, и, соответственно, вероятность безотказной работы такой системы не уменьшается. Разработаны алгоритмы такой реконфигурации, они характеризуются временем реконфигурации, что эквивалентно времени восстановления вычислительного процесса, и качеством реконфигурации.

В качестве примера использования данной технологии можно привести информационно-управляющую систему транспортно-технологического комплекса перегрузки ядерного топлива на АЭС. Мы создаем такие вычислительные комплексы. Они используются и применяются на целом ряде отечественных и зарубежных атомных станций, в частности — на всех энергоблоках Ростовской атомной станции, Нововоронежской атомной станции. Эти процессоры имеют многопроцессорную сетевую архитектуру и решают комплекс задач, которые в объединенном виде показаны на данном слайде.

Использование метода реконфигурации без дополнительных аппаратурных затрат позволило увеличить количество гарантированного отказа с одного до пяти, а гамма-процентную наработку на отказ — на 56 процентов, с 1,5 до 2,5 тыс. часов.

Еще один пример — информационно-управляющая система перспективного авиационного комплекса. Эта система разрабатывается нами совместно со специалистами концерна «Вега». Использование метода реконфигурации без введения в состав системы дополнительного оборудования позволило увеличить число гарантированных отказов с одного до пяти, а гамма-процентную наработку почти на 200 процентов. При этом время реконфигурации для восстановления вычислительного процесса после обнаружения отказа составляет не более двух секунд.

Таким образом, разработаны теоретические основы и новая технология создания реконструируемых вычислительных и управляющих систем, обеспечивающие решение ряда практически важных прикладных задач обработки информации и управления, повышения их вычислительной эффективности:

— соотношение реальной пиковой производительности в пять-десять раз,

— удельной производительности, то есть производительности единицы объема, — в 100-150 раз,

— энергоэффективности производительности, на Ватт потребляемой мощности — в пять-десять раз,

— отказоустойчивости, то есть гамма-процентной наработки на отказ, — в полтора-три раза.

Пока за рубежом таких машин нет. В лучшем случае они используют ПЛИС в качестве сопроцессоров в ускорителях, а мы используем их как полный вычислительный ресурс.

Первоисточник (без картинок): http://scientificrussia.ru/articles/prezidium-ran-12-05-2015

Источник: http://www.sdelanounas.ru/blogs/65962/


Вот такие вот пироги. 

 

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя третья сила
третья сила(5 лет 10 месяцев)(05:14:22 / 08-08-2015)

где овца??!! что скажет пиндорупор?

Аватар пользователя Er0p
Er0p(2 года 7 месяцев)(13:39:43 / 08-08-2015)

ответит *ваш ответ кубиту*

Аватар пользователя Базин
Базин(4 года 11 месяцев)(16:27:11 / 08-08-2015)

Мудозвонов-"разоблачителей" до хрена найдётся.Плох тот быдлоюзер,который не волокёт во всех областях науки и техники лучше всех в мире. Какие-то жалкие учёные ботаны что-то там заявляют,да кого они обмануть хотят?

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(06:02:59 / 08-08-2015)

увы, "ниачом"

всего лишь использование свойства реконфигурирумости  ПЛИС (целиком и частей) по прямому назначению

этому свойству, кстати, 15 лет как раз и стукнуло

Аватар пользователя LvKiller
LvKiller(3 года 4 месяца)(08:33:40 / 08-08-2015)

Что значит - "ни о чем"? Разные персонажи уже тридцать лет голосят, что Россия - днище и ничего не делает, экономика в клочьях, только нефть качает. А вычислительные платформы, космос, атом и прочее - сложнонаведенные галлюцинации. Так что, смотря кто "ни о чем"... Кстати, в названии поста есть имя сайта, гляньте.

Аватар пользователя Yaroslav Mudryj
Yaroslav Mudryj(2 года 4 месяца)(09:06:05 / 08-08-2015)

Так, и кто еще в мире умеет такое делать?

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 10 месяцев)(09:31:04 / 08-08-2015)

проблема не в том кто умеет собирать ПЛИСы в блоки, а в том кто делает сами ПЛИСы или FPGA - в конкретном случае  это Xilinix - Американо немецко китайская контора(вроде бы).....

Огромной новостью было бы если наши освоили производство плисов хотябы на уровне  3-х Stratix или Virtex

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(17:00:44 / 08-08-2015)

есть технологичекский и есть архитектурный уровень (как минимум)

вам какой?

Аватар пользователя Persey
Persey(3 года 9 месяцев)(02:12:50 / 09-08-2015)

Да есть и наши ПЛИСы, отличные, надежные и стойкие. Таганрожцы используют их в изделиях для военных. Даст Бог, появятся и не только надежные и стойкие, но и быстрые для гражданских применений.

Вообще же, вживую это выглядит еще впечатляюще, чем на фотографиях. И, конечно, в статье описана только меньшая часть работы таганрожцев - потому как остальное секрет. Я горд тем, что в этих замечательных изделиях есть и маленькая крупица моего личного вклада.

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(16:58:16 / 08-08-2015)

я

и делаю это (реконфигурирую ПЛИС), чтобы не соврать последние лет 20-25

вообще, использование инструмента по назначению - достаточно широко распространенная практика в России

хотя, конечно, использование НЕ по назначению - это наш, русских, конек

сим и победим

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(06:12:09 / 08-08-2015)

Спасибо. Весьма интересно и неожиданно. Внезапно. Надо же, еще в 2006 начали разработки.

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(08:44:39 / 08-08-2015)

ПЛМ отечественного производства использовались в бытовом магнитофоне Вега-122с в блоках ЛПМ лет 25 назад.

А здесь ПЛМ импортные, радоваться можно только на половину.

Аватар пользователя Yaroslav Mudryj
Yaroslav Mudryj(2 года 4 месяца)(09:07:31 / 08-08-2015)

Ну отчего же?

Радоваться здесьможно хотя бы за то, что в ПЛИС всё прозрачно и нет закладок, как в Интел-процессорах.

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 10 месяцев)(09:32:06 / 08-08-2015)

кто Вам такое сказал? Тамэто сделать еще проще там ТАКАЯ солянка из интрефейсов на кристале  что спрятать можно ЧТО угодно

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя Yaroslav Mudryj
Yaroslav Mudryj(2 года 4 месяца)(15:09:54 / 08-08-2015)

Интересно!

Это как можно сделать закладку, если работу всех входов и выходов будут настраивать после изготовления ПЛИСа и производитель не знает как его матрица будет использоваться?

Чтобы сработала закладка, нужно что то условное подать на какие то входы, чтобы активировать работу какого то алгоритсма или части схемы.

Если вы заранее не знаете, как будет подключен какой вход, то как можно подать активирующий сигнал.

Это все равно, что в 176-ю (561-ю, 155-ю и т.д.) серию ИМС закладку сделать, не зная, как я буду потом складывать своё устройство из этих логических элементов.

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(09:56:14 / 08-08-2015)

Даже если не "закладки" то просто могут прекратить поставки.

Даже может без конфликта, например цунами, потомы, желтокамни...

Помню корейцев, китайцев или тайваньцев затопило лет 6 назад, так модули памяти, HDD сначала вообще пропали, потом появились раза в 2-3 дороже.

В таких весчах, значение которых важно для безопасности государства, а производство не наладишь за один месяц.... только собственные производства.

Можно конечно стратегические запасы держать, но во первых старение, во вторых всё равно риск закладок.

Аватар пользователя Emp_IL
Emp_IL(2 года 7 месяцев)(22:37:06 / 08-08-2015)

Это были тайцы.

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(16:59:46 / 08-08-2015)

о!

в "Интел-процессорах" есть закладки?

расскажите, пожалуйста, нам о них

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(17:28:34 / 08-08-2015)
Дефект (закладка, о которой узнали) в процессорах Intel позволяет установку руткитов

Эксплуатация бреши позволяет злоумышленнику установить руткит в обработчик System Management Mode.

Дефект в архитектуре x86, впервые реализованной в процессорах Intel почти два десятилетия назад, позволяет атакующим становить руткит в низкоуровневую прошивку компьютеров, утверждает исследователь безопасности из Баттельского мемориального института (Battelle Memorial Institute) Кристофер Домас (Christopher Domas).

Уязвимость, по словам Домаса, связана с функцией, впервые реализованной в архитектуре x86 в 1997 году. Эксплуатация бреши позволяет злоумышленнику установить руткит в обработчик System Management Mode (SMM). Как пишет интернет-издание NetworkWorld, руткит может использоваться для проведения различных разрушительных атак, например, повторно инфицировать операционную систему после ее переустановки. При этом защитные функции, такие как Secure Boot, в данной ситуации будут бесполезны, поскольку также зависят от SMM.

Эксплуатация бреши и установка руткита возможна при условии обладания привилегиями ядра или системными привилегиями на компьютере. Домас успешно протестировал эксплоит на процессорах Intel, но отметил, что чипсеты AMD на базе архитектуры x86 также могут быть подвержены данной уязвимости.

Intel пока никак не прокомментировала ситуацию, хотя по словам Домаса, компания осведомлена о проблеме и уже устранила ее в последних версиях процессоров. Производитель также планирует выпуск корректирующего обновления для более старых версий, однако брешь может быть исправлена не во всех из них, отметил специалист.

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(17:32:59 / 08-08-2015)

т.е. ответа нет?

проходите

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(17:34:50 / 08-08-2015)

у вас наверное пуля в голове застряла 

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(17:43:08 / 08-08-2015)

хуже

мозг

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(17:55:40 / 08-08-2015)

Да. А в нём - пуля стопицотога калибро.

Что за прикол срать в каментах односложными выражопываниями? Или это требуют законы жанра? Вроде Корси и Бумси. Драконить контингент и разгонять цтр штоле? Да, пмсм, ресурс и так достиг потолка думающих людей. Больше с этой страны не выжмешъ. Выход только один - ипаццо со своими женами и рожать умных людей.

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(18:03:21 / 08-08-2015)

У него мозг застрял, он сам признался. )))

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(18:14:07 / 08-08-2015)

Это уже не первый год. Большинство каментов с элементами презрения, но не более двух-трёх слов.Я хоть как-то обосновываю превосходство над человеками, а этот бот даже не пытается.

Видать, софт ещё не допилили. Мой-то был допилен пару сотен миллионов лет назад, хе. :)

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(09:47:29 / 09-08-2015)

Тролльчатина обыкновенная

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(14:21:36 / 09-08-2015)

Да. :)

Аватар пользователя nugget
nugget(5 лет 9 месяцев)(09:40:23 / 09-08-2015)

В "Интел-процессорах" есть закладки?

расскажите, пожалуйста, нам о них

Лучше почитайте, навскидку - http://www.securitylab.ru/contest/438339.php

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(13:51:19 / 09-08-2015)

О чем вы спорите, дети мои, когда всё уже давно официально анонсировано.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(11:54:00 / 08-08-2015)

Ну, хотя-бы за гибкую архитектуру и собственное ПО можно порадоваться, а собственное производство с нуля и до готового изделия на рынке мы рано или поздно наладим. Принципиальных проблем нет.

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(12:11:59 / 08-08-2015)

Я ж и написал - радоваться на половину.

А собственное производство со скрипом, общество отравлено капитализмом.

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(18:28:00 / 08-08-2015)

Не общество, а пассионарии, от 20 до 45 лет от роду, готовые продать и предать Россию за гешефт малый. Не надо сравнивать масштабы. Этих пидарасов - исчезающе малый процент за пределами ЦФО. В своём городе (я таксист), я таких в этом году ещё не видел. Говорим о чём угодно - только не про политику государства по защите своего суверенитета. А трактора по коробкам апельсинов - это показательно, что мы даааавно уже не ведёмся на эту хрень. В 80-х - да, в 90-х - уже гораздо меньше. Больше всего доставляют пшеки, думающие, что они пуп земли. Забавные такие... Про триаду глобальных прибалтийских гегемонов я вообще молчу.

Аватар пользователя layratan189
layratan189(2 года 5 месяцев)(06:28:52 / 08-08-2015)

любопытно, благодарю.

Аватар пользователя dazed
dazed(2 года 4 месяца)(09:03:40 / 08-08-2015)

да, серъезно

Комментарий администрации:  
*** Заподозрен в ссылочном спаме, под наблюдением ***
Аватар пользователя Ё-member
Ё-member(4 года 2 месяца)(09:27:06 / 08-08-2015)

Спасибо, интересная статья.

И тут же возникает вопрос - возможно ли применение таких систем в военной сфере или они оттуда родом и есть? Уж очень вкусное соотношение массогабаритных и энергетических характеристик с вычислительной мощьЮ.

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 10 месяцев)(09:33:01 / 08-08-2015)

можно но не нужно ибо База сами ПЛИС(FPGA) - только импортные

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя Ё-member
Ё-member(4 года 2 месяца)(09:43:27 / 08-08-2015)

Неужели шансы разработать и производить элементную базу - нулевые?

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 10 месяцев)(09:47:20 / 08-08-2015)
не нулевые, но это РЕАЛЬНО сложно если получить более менее приемлимую и производительную архитектуру и кристалы процессоров довольно просто(можно просто купить технологию относительно дешевого) - то в случае FPGA все гораздо сложнее они всетаки имеюют хоть и относительно простую архитектуру  но требуют Тонких тех процессов и на йровне 90 нм это не сделать с ТАКОЙ плотностью Удельной мощностью и надежностью....
Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя Chupak
Chupak(2 года 11 месяцев)(13:20:49 / 08-08-2015)

Из коментария по статьей на слелано у нас, дополнение

Современные отечественные военные компьютеры для ракет, танков, кораблей и самолётов тоже используют ПЛИС, но только радстойкие. В таких ПЛИС вентилей на два порядка меньше чем в современных коммерческих ПЛИС, но задачи выполняемые в оборонке на мобильных системах не такие уж и серьёзные.

Самая современная отечественная ПЛИС военной приёмки это 5510ХСЗТ на 100 000 вентилей выпускаемая заводом Микрон с 2015 года. Я не знаю имеет ли она защиту от радиации. Для сравнения, самая высокопроизводительная зарубежная ПЛИС военного применения это Vertex-7Q имеющая 580 000 вентилей. Самая высокопроизводительная радиационностойкая зарубежная ПЛИС это Vertex-5QV имеющая 130 000 вентилей.

Аватар пользователя Ё-member
Ё-member(4 года 2 месяца)(14:20:33 / 08-08-2015)

Да тут профит не в возможности решать сложные задачи (хотя и это важно), а в единой платформе и, соответственно, унификации, стандартизации и сокращении времени разработки. Деньги и время - тоже важный ресурс, которого вечно не хватает. Я так думаю

Аватар пользователя IMHO
IMHO(5 лет 10 месяцев)(17:02:49 / 08-08-2015)

сами ПЛИС(FPGA) - только импортные

это неверно (т.е. ваше утверждение - ложно)

для случайно проходившего мимо человека - простительно

но для занимающего активную позицию в теме - стыдобушка

Аватар пользователя Nordicx86
Nordicx86(5 лет 10 месяцев)(08:04:54 / 10-08-2015)

опираюсь на фото продукции если бы там были ФОТО НАШИХ чипов  так  бы не говорил....

а вы кстати доказать применение НАШИХ чипов в ЭТОЙ продукции можете? Доказательства в студию... 

А то про точто чипы разработаны  знаю, но не видел в живую ни разу..... 

Комментарий администрации:  
*** Криптобес ***
Аватар пользователя sapphir1970
sapphir1970(5 лет 10 месяцев)(10:09:41 / 08-08-2015)

Шикарный материал! Очень благодарю автора! Утащил себе на стену в Контакте.

Аватар пользователя kmikeru
kmikeru(2 года 12 месяцев)(10:49:05 / 08-08-2015)

Отлично, в очередной раз подкормили американских разработчиков - Xilinx и Altera, и тайваньских чипмейкеров.

Новость-то в чём? В качестве элементов суперкомпьютера условно "общего назначения" (для моделирования процессов, расчётов и т.д.) - невыгодно ни по деньгам (одна топовая по конфигурации FPGA может стоить до 20-30тыс $), ни по производительности, ни по цена/производительность по сравнению с GPU, которые клепаются миллионами.

Программирование под эти системы - отдельная песня, гораздо сложнее и в разы меньше специалистов, чем по пошедшему в массы OpenCL.

Остаётся один узкий сегмент - бортовое оборудование, где важно энергопотребление (и теплоотвод, соответственно) - но там, опять же, надо уметь производить железо самостоятельно, а то получится как с быстродействующими АЦП - не продают, мотивируя тем, что "а вы на них РЛС наклепаете".

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(11:02:24 / 08-08-2015)

А надо было кормить Intel или AMD с NVidia?

И потом, суперкомпьютеры никогда не шли в массы, просто потому что массы им даже ни одной дельной задачи поставить не могут.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя kmikeru
kmikeru(2 года 12 месяцев)(12:23:44 / 08-08-2015)

Ну вообще для суперкомпьютеров общего назначения - да, в разы меньше зелёных денег потратили бы, если не городили бы FPGA.

Насчёт дельных задач не соглашусь. Хотя российские массы да - нефтяники, например, предпочитают покупать у сервисных компаний готовые результаты геофизики. Которые считаются как раз-таки на неплохих суперкомпьютерах.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(12:54:35 / 08-08-2015)

Ну в статье как раз говорится о том, что разница на порядки по объёму и потреблению энергии. То есть можно сделать вывод, что и самих ПЛИС требуется куда меньше, чем процессоров с жёсткой архитектурой.

Соответственно, стоимость суперкомпьютера на ПЛИС уже может быть меньше, чем старого привычного решения, несмотря на то, что сама микросхема ПЛИС гораздо дороже.

И в экплуатации он будет обходиться гораздо дешевле.

Жаль, что эта экономическая составляющая в статье совсем не раскрыта. Приходится самому догадываться.

Насчёт "общего назначения" - момент крайне сомнительный. Суперкомпьютер на ПЛИС ничуть не менее "общего назначения", чем иные, для тех задач и для тех учёных и специалистов, которые умеют ставить дельные задачи для суперкомпьютеров и решать их.

Ну и называть нефтяников "массами" - это как-то для меня непривычно. С таким же успехом можно академиков и докторов наук считать "массами". Для таких "масс" - специалистов по программированию на ПЛИС по идее должно хватать.

PS. На западе есть фирмы, которые делают гибридные компьютеры, сочетающие на материнской плате и обычный процессор и сопроцессоры на базе FPGA. Например Convey Computer Corporation. Вот это уже немного более близко к "массам". И относительно им доступно. А до суперкомпьютеров, с их стоимостью, и до задач для них - "массам" как до Луны раком.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя kmikeru
kmikeru(2 года 12 месяцев)(08:16:56 / 09-08-2015)

Нефтяники - массы в смысле прикладного использования суперкомпьютеров. Это не академики с большой головой, а вполне себе прагматичные пользователи, умеющие считать свои деньги.

Ну или авиаконструкторы, обсчитывающие аэродинамику (хотя они почему-то все сидят на импортном софте под Винду, кстати).

Почему-то в большинстве своём пользователи не готовы отказываться от архитектур более-менее общего назначения и вручную параллелить свои программы до уровня вентилей.

Аватар пользователя startrack
startrack(5 лет 2 месяца)(14:45:48 / 08-08-2015)

Соотношение "цена-производительность" устраивает заказчиков из Росатома и МЧС, но не устраивает диванного эксперта. Беда-печаль, что уж тут.

И для этих систем есть свои языки (COLAMO), программирование на которых не намного сложнее программирования на OpenCL. Но про них диванные эксперты не знают.

Аватар пользователя kmikeru
kmikeru(2 года 12 месяцев)(08:10:58 / 09-08-2015)

Росатом и МЧС не из своего кармана деньги платят, что характерно. Так что неудивительно, что их всё устраивает.

По запросу Colamo на hh.ru - ничего не найдено, по OpenCL хотя бы с десяток вакансий есть. Продолжайте сидеть с очередным гениальным немэйнстримовым поделием, господа недиванные эксперты.

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(10:57:56 / 09-08-2015)

Огульная критика. Беспредметная отсылка к "авторитету" интернет-сайта.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(10:53:43 / 08-08-2015)

Вопрос цены не раскрыт. Ведь каждая ПЛИС примерно на порядок дороже процессора интел/амд. Топовые процессоры стоят тысячу $, а топовые ПЛИС стоят десятки тысяч $$$. Примерно такая же разница и в начальном сегменте.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя omutin
omutin(2 года 4 месяца)(21:59:15 / 08-08-2015)

Вопрос цены не раскрыт. Ведь каждая ПЛИС примерно на порядок дороже процессора интел/амд.

Поднималась тема-во первых, малого прогресса в производительности существующей архитектуры, и большого энергопотребления. Цена не является в наше время ограничителем, серьезные суперкомпы стоят миллионы, пусть десятки миллионов, что не представляет проблемы.

Аватар пользователя BarBoss
BarBoss(3 года 17 часов)(13:49:56 / 08-08-2015)

Вот бы на такой стоечке запустить сервер майнкрафт с OpenComputers!

Аватар пользователя Игорь Д.
Игорь Д.(5 лет 3 недели)(18:19:25 / 08-08-2015)

Циклон 2 около 6 долларов оптом. Циклон 4 20 долларов - а это полмиллиона вентилей!

И еще - этого нет в статье - специализированные процессоры не требуют кэша. А 99% современного универсального процессора - это кеш.

ПЛИС - это то, что похоронит и Майкрасофт, и Эйпл. А если удачно вложиться - то можно похоронить всю современную компьютерную индустрию!

Аватар пользователя Дирижёр
Дирижёр(2 года 3 месяца)(19:26:27 / 08-08-2015)

1. В Cyclone 4 до 150 тысяч логических элементов. Для сравнения - в Virtex 7 их до 2 миллионов.

А какой дурак будет собирать суперкомпьютер на такой дешёвке для попсы?

2. Опять враньё. Кэши нигде не занимают 99%.

3. В ПЛИС унутрях тоже есть сверхбыстрые ОЗУ различных видов. Потому что это нужно, несмотря на шапкозакидайнические настроения школоты.

Комментарий администрации:  
*** "Большевиков приравниваю к Геббельсу... Сам - дочь сдавшегося в плен расстрелянного петуха" (с) ***
Аватар пользователя ДоброКот
ДоброКот(3 года 6 месяцев)(15:01:47 / 13-08-2015)

интрересно, сколько раз такую систему можно реконфигуририровать? вроде бы у плисок ресурс не очень большой - несколько сотен перепрограммирований? или уже поболее?

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...