Montag, 3. April 2006

Supercomputer

Ab 1975 gab es den Altair 8800 zu kaufen. Der erste Personalcomputer besaß 256 Byte Arbeitsspeicher und eine Intel 8080 CPU, die mit immerhin 2 MHz getaktet war.

Cray-1
Cray-1. Bildquelle: Wikipedia

Ein Jahr später wurden die ersten Cray-1-Supercomputer gefertigt. Sie besaßen damals eine Taktfrequenz von unglaublichen 80 MHz und 8 MB Arbeitspeicher. Alleine diese 8 MB RAM kosteten damals 1 Millionen US-Dollar. Eine Cray-1-Maschine arbeitet gar bis ins Jahr 1989.

Cray-2
Cray-2. Bildquelle: Wikipedia

Etwa zehn Jahre nach Vorstellung der Cray-1, im Jahre 1985, kam die Cray-2 auf den Markt. Ihre Rechenleistung hatte sich, gemessen mit dem nicht unumstrittenen Linpack-Benchmark für Supercomputer, gegenüber der Cray-1 von 80 Megaflops auf ca. 2 Gigaflops verbessert. Die Cray-2 besaß bis zu vier Prozessoren, die mit jeweils 244 MHz getaktet waren und bis zu 4 Gigabyte RAM.

Weitere 10 Jahre später kann es ein handelsüblicher Pentium-4-PC mit 3.0 GHz Taktung, gemessen mit dem Linpack-Benchmark, durchaus mit ihr aufnehmen.

Die Supercomputer hingegen stoßen heute in ungeahnte Dimensionen vor. Nach dem der japanische Earth Simulator immerhin von 2002 bis 2004 seinen ersten Platz in der Top 500 der schnellsten Supercomputer halten konnte, ist inzwischen wieder Bewegung in die Liste gekommen. Auf der Jagd nach Petaflops werden verschiedene Ansätze verfolgt. Eindeutig weg geht jedoch der Trend von Spezial-Hardware, wie es noch bei den Crays und vielen anderen Supercomputern der 1970er, 80er und 90er Jahre eingesetzt wurde. Clustersysteme aus Servern bzw. Workstations mit handelsüblichen Prozessoren wie dem Opteron von AMD haben sich als sehr viel billiger und effektiver erwiesen als teure Sonderanfertigungen. COTS, "commercial off-the-shelf", nennt man den Einsatz von Hardware von der Stange für den professionellen Einsatz. Und während auf den Crays noch speziell angepasste UNIX-Versionen wie Unicos liefen, läuft auf aktuellen Supercomputern meist schnödes GNU/Linux.

Aktuell an der Spitze ist ein Opteron-Cluster aus dem Hause IBM: BlueGene/L. Etwa dreimal schneller soll ein vom US-Energieministerium für 2008 geplanter Supercomputer werden. Er soll aus 24.000 Knoten bestehen. Jeder dieser Knoten besitzt eine Opteron-CPU, die mit 2,6 GHz getaktetet ist und vier Kerne aufzuweisen hat. Der Arbeispeicher soll, je nach dann aktuellen RAM-Preisen, zwischen 187 und 400 Terabyte betragen. Dieser Supercomputer könnte als erster die lang angestrebte Petaflops-Grenze mit dem Linpack-Benchmark durchbrechen.

CM-5
FROSTBURG, eine CM-5. Bildquelle: Wikipedia

Was mit den Cluster-Supercomputern aus handelsüblichen PC-Elementen auf der Strecke blieb, ist das abenteuerliche Design einiger Supercomputer. Legendär ist z.B. die CM-2 von Thinking Computers aus dem Jahre 1988. Auch die anderen Supercomputer aus der Reihe Connection Machine konnten mit vielen blinkenden bunten Lichtern aufwarten, die vor allem den Zweck hatten, cool auszusehen. Die CM-5 kann man daher auch in einigen Filmen bewundern, z.B. Jurassic Park.

Cray XM-P der NASA
Cray XM-P der NASA. Bildquelle: Wikipedia

Aber selbst die klassischen Cray-Maschinen hatten alle was. Sie wurden liebevoll "Kachelofen" genannt, da das sowohl zum Design als auch zu ihrer Wärmeentwicklung passte. Hier eine Cray-2 von 1985. Die Cray X-MP wirkt manchmal fast wie ein futuristisches Setting eines Science-Fictions-Films aus den 70ern. Oder eine ausgeflippte Inneneinrichtung von damals. Auf jeden Fall fügte sie sich gut in moderne Architektur ein.

Eine recht interessanten Überblick zur Geschichte der Supercomputer bietet die aktuelle Sendung von /dev/radio.

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