Через 10-15 лет суперкомпьютеры будут не крупнее кусочка сахара

Учёные из IBM заявляют, что размер самых мощных процессоров, используемых в суперкомпьютерах, сократится до размеров кусочка сахара.

Суть нового подхода к разработке чипов состоит в использовании стека – процессоры размещаются друг на друге, а охлаждение будет осуществляться с помощью воды, протекающей между кристаллами. Приоритет при этом делается на снижение энергопотребления компьютеров – в настоящий момент около 2 процентов общего потребления энергии в мире относится на счёт компьютерного оборудования. Причём на охлаждение 1 мг транзисторов требуется около 1 кг оборудования.

Доктор Бруно Мишель из лаборатории IBM в Цюрихе считает, что в будущем расходы на компьютер будут складываться в основном из его «зелёных» возможностей, а не производительности. Команда исследователей разработала прототип новой системы водяного охлаждения под названием «Aquasar», которая сейчас превышает размеры холодильника. По оценкам IBM Aquasar почти на 50 процентов более энергоэффективен, чем система охлаждения лучшего суперкомпьютера.

Aquasar превышает размеры среднестатистического холодильника

Раньше стоимость производства одного транзистора составляла 1 доллар. Сейчас – 1 процент от стоимости печати одной буквы на листе бумаги. В связи с этим, стоимость создания суперкомпьютеров нового поколения уходит на второй план. На первом же вырисовывается стоимость эксплуатации. Этим вопросом и должны заниматься инженеры.

«В будущем стоимость энергии будет доминировать над стоимостью оборудования, и работа центра обработки данных обойдётся дороже его создания» – считает доктор Мишель. Подавляющую величину затрат на энергию следует отнести на счёт системы охлаждения.

До недавнего времени топовые суперкомпьютеры могли выдавать 770 миллионов операций на один потреблённый ватт энергии. При использовании Auasar это число увеличилось до 1.1 миллиарда. Теперь нужно как-то уменьшить габариты получившегося «холодильника». По прогнозам учёных, лет через 10-15 они смогут сжать его до размеров кусочка сахара. Таким и будет суперкомпьютер будущего. Прежде всего, в нём будут сокращены линии передачи данных между вычислительными узлами, а это – серьёзный потребитель энергии.

Прототип многоуровневой компоновки чипов с линиями передачи данных

Оптимальный вариант – использование многоуровневой компоновки чипов. Здесь решаются сразу четыре проблемы: потребляется меньше энергии в процессе передачи данных, увеличивается производительность, уменьшаются габариты и снижаются эксплуатационные расходы. Правда при этом возникают проблемы с отводом тепла. Так что учёным ещё предстоит много работы.