Где живет самый мощный компьютер?
Xakep, номер #057, стр. 057-050-3
Для работы с базами данных в системе задействован мощный рейд-массив, в котором 460 Терабайт выделено для операционной системы, а 230 Тб отпущено под нужды пользователей. Помимо этого ES имеет Mass Storage System - 12 картрижевых блоков STK PowderHorn9310 для хранения архивов. Вместимость MSS – 1600 Терабайт. Для наглядности – это примерно 6,4 миллиарда песен в формате mp3!
Зал, где находится компьютер, заключен в аэрооболочку, которая обеспечивает нужный уровень охлаждения. Вентиляция поступает снизу и равномерно проходит через все боксы. Кроме того, помещение надежно защищено магнитным щитом, чтобы никакие помехи извне не мешали работе ES. Разработчики постарались, стремясь защитить свое детище от возможных неприятностей. В здании Earth Simulator Center все предусмотрено так, чтобы никакие, пусть даже самые сильные землетрясения, не остановили работу системы. Все источники питания, охлаждения и пути доступа построены с таким учетом, чтобы в аварийной ситуации всегда можно было их заменить.
В качестве ОС японский суперкомпьютер использует UNIX-подобную систему с поддержкой среды для параллельного программирования. Super-UX была разработана специально для суперкомпьютеров, выпускаемых NEC, но версию для ES ученые Центра немного усовершенствовали, добавив в нее несколько полезных функций. Доступ к компьютеру происходит посредством терминалов, расположенных в исследовательских лабораториях, находящихся в том же здании. У каждого ученого – сотрудника ESC –имеется свой аккаунт с разными привилегиями, а информационную безопасность обеспечивают ведущие японские сетевые специалисты. Терминалы, подключенные к основному компьютеру, работают под виндой и взаимодействуют с ES через Telnet и Exceed. Пока что система не имеет выхода в интернет (и вообще во внешние сети), но руководство JAMSTEC обещает вскоре сделать ресурсы суперкомпьютера доступными для некоторых научных организаций за пределами Японии.
Виртуальная Земля
Когда строительство подошло к концу, и самый мощный в мире суперкомпьютер занял свое место в научном центре, сразу же встал вопрос, способен ли Earth Simulator справляться со сложнейшими задачами, возложенными на него. Для проверки возможностей, в память компьютера ввели климатическую модель одного из участков Земли и запрограммировали ES просчитать изменения в ней на ближайшую неделю. Рядовые мейнфреймы могли обрабатывать эту информацию неделями или даже месяцами.
Японский монстр справился всего за пару минут.
С самого начала Earth Simulator затачивался под узкоспециализированный список задач. Японское правительство, конечно, рассчитывало использовать его ресурсы для некоторых дополнительных научных проектов, но моделирование природных процессов всегда было основной целью. Построение и обработка искусственной природной модели – сложный комплексный процесс. Сначала научным центром запрашивается информация со спутников о текущем климатическом состоянии на определенном участке. Затем данные заносятся в суперкомпьютер, где участок разбивается на множество квадратов. Каждый квадрат закрепляется за определенным процессорным узлом, где он просчитывается, а изменения заносятся в общую базу данных. Подчиняясь сложным формулам, по которым действуют законы природы и которые заложены в искусственную модель (расчет температуры и влажности, например), участок на компьютере развивается точно так же, как в риаллайфе. Но если в реальном мире время движется размеренно, никто не мешает ускорить его ход на компьютере. И узнать, как поведет себя природа на данном участке на протяжении всего следующего года или даже столетия. Специфика тут такая, что чем меньше площадь квадрата в модели, тем более точной является сама модель и тем более сложные процессы можно воспроизвести на всем участке. Обратной стороной является многократное повышение сложности расчетов. До Earth Simulator размер квадратов на самых передовых суперкомпьютерах был не ниже 100 км2. Иначе ждать результатов пришлось бы годами. Творение доктора Мийоши позволило снизить величину до 5-10 км2. Качество и точность моделирования возросли в 10-20 раз, а время вычислений даже снизилось!