Eraginkortasun energetikoa, superkonputazioan eman beharreko pausua
Mahai gaineko PC bat, smartphone eta superordenagailu baten artean antzekotasun batzuk badaude, guztiak programatu daitezken gailuak dira, sistema eragile batek kontrolatzen dituelarik, orokorrean hiruak kontsidera dezakegu ordenagailu bat bezala ulertzen duguna. Hala ere, bakoitzak arkitektura berezi bat dauka, eta ordenagailuak badira ere, helburu zehatz bat du arkitektura desberdin bakoitzak. PC batean, malgutasuna litzateke, hau da, hainbat erabilera desberdinetarako prest egotea. Superkonputagailu batean kalkulu potentzia da helburu, eta azkenik sakelekoaren kasuan, eraginkortasun energetikoa da helburua, normalean ez baitaude energia iturri bati lotuta.
Dispositiboen arteko diferentziak adibidez prozesadoreetan ikusten dira. GHz bateko ARM Cortex-A8 prozesadorea, Nokia N9000 smartphonean topatu dezakeguna alegia, core bakarra dauka eta Watio bat kontsumitzen du. Bestalde, Intel Xeon E5-2620v2 2.1 GHz-etako 6 kore dituen prozesadorea 80 W kontsumitzen ditu eta adibidez TSBAME-KFC superkonputagailuan topatzen dugu. Munduko superkonputagailu ahaltsuenen TOP500.org zerrendan 331 postuan dago, baina GREEN500 ordenagailu energetikoki eraginkorren zerrendan lehenengoan.
Supekonputazioaren hurrengo erronka, Exaeskalara iristea da, hau da, trilloi bat kalkulu segundoko egin ditzaken superkonputagailua eraikitzea. Halako konputagailu bat eraikitzeko ordea, kontsumo elektrikoa izugarri gutxitu behar da proiektua bideragarria izateko. Har dezagun Tianhe-2, TOP500-eko ordenagailu ahaltsuenak, adibide modura. Superkonputagailu honek 33 mila bilioi eragiketa egiten ditu segundoko, 17 aldiz ahaltsuagoa izan beharko luke ordea aipatutako helburura irixteko. Tianhe-2, superkonputagailuaren kontsumo elektrikoa 17.8 MWetakoa da, edo 3.060 €-tako gastua orduko, (gaur egungo tarifaren araberam 0,18€/kWh inguru). Bitxia da ere, Tianhe-2-ren kokalekua, Yichang presatik 400 Km-tara, Hiru Arroiletako presa, munduko handienetakoa eta 22.500 MW sortzen dituena.
Goiko datuen arabera eta estrapolazio lineal bat eginda, exaeskala ordenagailu bat bideragaitza dela ondorioztatuko dugu:
- Tianhe2-k 280 milloi € balio izan zituen.
- 27 milloi € gastatzen ditu elektrizitatean urtero-
- 17 antzeko ordenagailu behar dira exaeskalara iristeko
Beraz, 5.000 milloi € kostatuko litztaeke exaeskala ordenagailu bat eta urtero 500 milioi gastatuko lituzke elektrizitatean, erabat bideraezina noski!
Zenbaki hauek ikusita, ARM prozesagailuak HPC-erako erabiltzeko ideia sortu da, eta badirudi korapilo horretatik askatzeko irtenbide bat izan daitekela, prozesagailu hauek, gaur egun HPC-an erabiltzen direnen %1-a inguru kontsumitzen baitute. Prozesagailuarekin batera, konputagailuen beste osagaiek ere energi kontsumoa gutxitu beharko dute noski. Prozesagailu arkitektura aldaketa ez da horren erraza ordea, prozesagailu horietan exaeskala maila iristeko programazio lengoaia egokirik ez dagoelako. Are gehiago, programazio lengoaia eraginkor bat beharrezkoa da etorkizuneko prozesagailuen erabilera optimizatzeko.
Bartzelonako BSC-CNS Montblanc proiektuaren buru da eta proiektu honek ARM-rako optimizatutako komunikazio liburutegi batzuk atera bezain pronto, hasiko garela ikusten ARM motako prozesagailuak HPC munduan barra barra zabaltzen.
Erasmo Seebold.
IEFPS Elorrieta-Erreka Mari institutoko ikaslea IZO-SGI-n praktiketan.
Comentarios