與澳合作 IBM研發千兆級浮點運算器

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【大紀元9月23日訊】(大紀元記者李曉宇澳洲珀斯綜合報導)9月17日,位於澳大利亞西澳省的國際射電天文學研究中心與IBM簽署了一項備忘錄,IBM同意為平方千米陣射電天文大科學項目研發新的計算機系統以傳輸、管理、存儲和處理巨型望遠鏡陣列產生的海量數據。IBM目前正在研發當中的兩項關鍵技術或將應用到這項研究當中。一項是千兆級浮點運算(petaflop),另一項是磁性賽道內存(Magnetic race-track Memory)。IT業界認為,千兆級浮點運算機器可能因此而成為未來信息技術的發展方向。

平方千米陣(Square Kilometre Array,縮寫為SKA)是新一代巨型射電望遠鏡陣列,由上千台天線組成,覆蓋數千公里的範圍,靈敏度將比目前最大的射電望遠鏡還要高50倍,它所探索的潛在宇宙範圍將大於現有設備的10000倍。一旦投入使用,它所產生的數據將遠遠超出當今世界上的任何科研項目。在它開放的第一個小時內產生的數據將比目前整個互聯網上的所有數據總和還要多。

空前的數據量正是構成系統的挑戰之一。由澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)、西澳大學和科廷大學聯合組建的國際射電天文學研究中心正在探究其技術線路,準備聯手IBM研發億億級浮點運算(Exaflop)和賽道內存技術。億億級浮點運算指計算機每秒鐘完成的浮點運算次數是1018次,相當於10億台PC的處理量。

解決平方千米陣龐大規模的工程問題目前仍處於分析階段,不過IBM澳紐開發實驗室主任懷特威克(Glenn Wightwick)表示研發正取得真正的進展。

他說:「在過去一兩年中,IBM已經建造了千兆級浮點運算(Petaflop,每秒鐘完成的浮點運算次數是1015次)機器,就在最近幾週IBM宣佈與美國能源部建立長期合作關係,到2011-2012年為其構建每秒鐘完成浮點運算20千兆次的機器。(但是)我們知道對於平方千米陣項目,我們需要在未來10年中建造比這個還要快50倍的億億次機器,那相當於10億台PC的處理量,這大概能就問題的規模給你一個概念。」

儘管要面臨計算規模的挑戰,懷特威克表示,IBM對於處理器技術可更進一步的發展藍圖和信念意味著不大可能會需要10億個內核來建造機器。他說:「我們可能需要內含數十萬個處理器內核的機器,從工程上我們大概的知道如何(集合它們)。如果只是彙集50個20千兆次的機器,那在成本或技術上是不可行的,電力消耗更是瘋狂。到我們(給美國能源部)提供20千兆次機器的時候,我們將會在建造一個億億次機器上進展良好。對於平方千米陣數據流的實時處理,IBM或研究中心不太可能會採用網格計算或雲端計算環境。」

懷特威克說:「移動那樣龐大的數據量是一個具有挑戰性的問題。因此它可能是一台或者多台機器,其規模大到足以處理這麼海量的數據。在過去,你可能只是想需要多少處理器以及是否可以把足量的處理器集合到一起。現在我們必須從可行性的角度考慮我們可以將多少處理器彙集在一起,我們可以獲得多少電源,以及我們能夠冷卻到什麼程度,哪兒可以放置機器,我們可以傳輸多少數據。這是非常有趣的挑戰。」

另外,數據的存儲也是同樣具有挑戰性的問題。為解決這個問題,平方千米陣項目可能會使用某種形式的流計算方式動態的分析數據,然後將有用的數據發送到指定位置存儲,扔棄沒用的數據。懷特威克說:「即便如此,仍然會有龐大的數據存儲,我們甚至不知道它可能會是什麼樣子,現在磁盤驅動器容量已達到1.5百萬兆比特(即TB,1TB等於1024G)。驅動器技術會繼續提高,許多有趣的存儲技術(如賽道內存)即將呈現。這種存儲(賽道內存)與閃存不一樣,它非常快,更加密集。雖然仍在研究當中,但我們知道基於這些項目它有什麼樣的能力。 5年或10年後,很可能適用於在這個項目中部署。」

IBM還與澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)聯手研發數據關聯等領域的先進算法,用於對來自多個望遠鏡的大量數據進行整合,以創建更詳盡的天文圖像。

(http://www.dajiyuan.com)

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