Знание - сила, 1998 № 01 (847)

К концу восьмидесятых годов суперкомпьютеры ускорились до миллиарда операций в секунду, но им тоже требовалось около трехсот лет для решения задачи Сугимото. Другого выхода не было: нужен был собственный компьютер. Однажды Сугимото встретился с астрофизиком Чикадой, который построил вместе со своей группой компьютер, удовлетворяющий его конкретным требованиям. А его аспиранты в Кембридже познакомились с тамошним физиком Зюсманом, построившим собственный компьютер для моделирования солнечных процессов. «Я построил компьютер из запасных деталей от компьютеров Хьюлит- Паккарда за несколько тысяч долларов.

Он создан для решения одной-единственной задачи, но считает достаточно быстро, и мне ни у кого не надо просить разрешения считать на нем», — рекламировал свои путь Зюсман. Это укрепило команду Сугимото в 1988 году в решении строить компьютер самостоятельно.

Компьютеры подобного типа называются ПСЦ — прибор для специальной цели. Для обычного компьютера пишется набор команд-инструкций: взять число из одной ячейки, сложить с числом из другой и положить в третью. Компьютеру приходится разбираться во всех этих инструкциях. А вот для ПСЦ не пишется никаких программ — он создан для одной задачи и всю свою жизнь делает один и тот же набор операций. Он похож на автоматизированную линию, изготавливающую одну вещь. Несколько десятков команд, вычисляющих гравитационное взаимодействие между телами, было попросту реализовано в виде специального микрочипа. В него вводились массы двух тел и расстояние между ними, а на выходе сразу появлялась величина силы. Она направлялась на другой чип, где складывалась с силами ото всех других звезд, и считалось ускорение и перемещение для данной звезды. Потом процесс повторялся уже с новым значением положения.

В 1988 году Сугимото удалось получить несколько тысяч долларов под свой компьютер и он начал его строить.

Буквально через полгода компьютер уже совершал восемь миллионов операций в секунду. Следующие два года ушли на поиски очередной порции денег. К 1991 году удалось добыть два миллиона долларов, и после нескольких не очень удачных прототипов в 1996 году появился на свет GRAPE IV.

Он состоял из 1700 одинаковых микросхем, которые одновременно вычисляли взаимное притяжение 1700 пар звезд, и в секунду это удавалось проделать 10 миллионов раз.

Таким образом, весь компьютер делал 17 миллиардов вычислений силы в секунду, а это означает триллион арифметических операций. Совсем маленький звездный кластер в 50 тысяч звезд обсчитывался за месяц. Но уже первые прикидки показали, что идея Сугимото верна и кластеры пульсируют, как сердце.

Сейчас группа Сугимото занята поиском денег для следующего этапа работ — «петафлопового» компьютера, который сможет в деталях разобраться с поведением любых звездных кластеров. Никаких технических проблем перед собой авторы не видят, поскольку микросхемы очень быстро дешевеют и улучшаются. По сути дела, надо просто переделать GRAPE IV на современных деталях.

Государственные программы достижения скорости в «петафлопс ориентированы на 2015 год и стоимость не меньше 100 миллионов долларов. Есть надежда использовать голографические методы в ячейках памяти — это сократит срок и стоимость в два раза. Но это проекты на бумаге, a GRAPE - реальный и проверенный путь. Сама идея — создавать специальный компьютер для конкретной задачи — очень заинтересовала государственных экспертов, разрабатывающих суперкомпьютеры. Они оценили, что есть двенадцать наиболее важных задач, требующих быстродействия в «петафлоп», к примеру, медицинская диагностика, демографические анализы, поиск оптимальной формы самолетов. Таким образом, надо продумать и создать двенадцать компьютеров.

Так стремление астрофизика Сугимото решить свою задачу привело к новому направлению в компьютеростроеиии.

По материалам журнала «Дискавер» подготовил Александр СЕМЕНОВ.

Наталия Козлова

Сцены из жизни «молчаливого меньшинства»

Когда говорят об истории молчащих, как правило, имеют в виду тех, чье место на нижних ступенях социальной лестницы и кто лишен права на рассказ. Существует другая история молчащих — история привилегированных, власть имущих. Именно они поставляют официальную версию истории. Об их жизни пишут много. Сами они «для себя» пишут редко, все больше «для других» и «за других».