Hlavní navigace

OptIPuter

Pavel Satrapa

Klastry - skupiny těsně spolupracujících středně výkonných počítačů - dnes lze považovat za standardní platformu pro řešení výpočetně náročných úloh. Projekt OptIPuter si stanovil cíl posunout tuto filosofii zase o krok dál. V posledních letech totiž roste kapacita špičkových sítí i úložných prostorů výrazně rychleji než výkon procesorů.

Rozložení úzkých míst ve výpočetním systému tak dostává nový tvar. Dosud býval procesor nejrychlejší součástí počítače a okolní sběrnice a periferie jej víceméně zdržovaly.

S nástupem optických sítí s desítkami a stovkami vlnových délek přenášejících 10 Gb/s každá se procesor najednou ocitá v roli zdržující periferie. Podle názoru autorů OptIPuteru je třeba začít se zamýšlet nad novými výpočetními koncepcemi, v nichž se bude plýtvat přenosovým pásmem a úložnými kapacitami s cílem ulehčit život procesorům.

OptIPuter se má stát experimentální platformou pro vývoj a ověřování nástrojů odpovídajících této koncepci. Vzniká v rámci grantu americké National Science Foundation (NSF) s dotací 13,5 milionu dolaru na pět let. Jedná se o jeden z největších grantů, které byly přiděleny v programu Information Technology Research. Projekt byl zahájen v říjnu loňského roku, takže zatím jsou k dispozici jen obecné koncepce a poměrně málo konkrétních informací.

Jak název naznačuje, OptIPputer v sobě kombinuje optickou síť s IP protokolem, jež hraje roli sběrnice či základní desky virtuálního počítače. Klíčovým požadavkem na ni je obrovská průchodnost, které je dosaženo pomocí mnoha paralelních vlnových délek vyhrazených pro jednotlivé části systému. Jako „procesory“ vystupují v OptIPputeru vzdálené počítačové klastry a roli paměti hrají velká distribuovaná úložiště dat. Jako periferie celého systému pak budou sloužit vizualizační displeje, senzory, nejrůznější vědecké přístroje a další zařízení.

O celé kompozici se také mluví jako o superklastru, protože běžné klastry, jak je známe dnes, se zde posouvají do pozice uzlů. Konkrétně se používá termín lambda uzel. Jednotlivé jejich počítače jsou pak označovány jako noduly. Na terminologii se zjevně někdo vyřádil.

Dalším zajímavým pojmem používaným v rámci OptIPuteru je lambdaRAM či NetRAM. Jedná se o rozsáhlý balík paměti rozložený ve skupině počítačů. Může být použita například pro odkládání (swapping), protože je výrazně rychlejší než disky. Ostatně posuďte sami:

Průchodnost Zpoždění
Disk 300 Mb/s 10 ms
Myrinet 1 Gb/s několik us
Propojení lambda uzlů 10 Gb/s 2–5 ms

S pamětí dostupnou na sousedních strojích klastru připojených Myrinetem disk zjevně nesnese srovnání. Při přenosu na vzdálené počítače dochází sice k podobnému zpoždění, ovšem přenosová kapacita je o dva řády vyšší.

Stávající operační systémy s podobnými možnostmi nepočítají a musí se naučit je využívat. Říká se tomu „prostředí bohaté na šířku pásma“ (bandwidth rich environment) a jedním z cílů OptIPuteru je vymyslet a implementovat metody, jak využívat možnosti, které takové prostředí dává.

Projekt počítá, že OptIPuter začne v malém měřítku – v rámci jednoho kampusu. Postupně by se měl rozšiřovat na oblast metropole a později i státu. Hlavními nositeli projektu jsou University of California, San Diego a University of Illinois at Chicago. Výsledný OptIPuter by tedy měl sahat napříč USA.

test

Implementace už začala. Narazil jsem na informace o tom, že pro komponenty síťové vrstvy byly vybrány produkty Calient Networks a Chiro Networks. Bohužel se mi nepodařilo najít časový hramonogram projektu, takže nemohu sloužit informací, kdy by měl být OptIPuter uveden do provozu.

Pokud se aplikací týče, ty počáteční budou pocházet z obou biologie (konkrétně výzkum mozku na základě analýzy neurologických dat), seismologie a životního prostředí. OptIPuter by měl být zapojen do výpočtů realizovaných v rámci projektů BIRN a EarthScope.

Našli jste v článku chybu?