De snelste supercomputer in Europa staat sinds deze zomer bij Sara, de Stichting Academisch Rekencentrum Amsterdam. Het is voor de eerste keer dat de krachtigste super van Sara een systeem is dat werkt met parallelle processors. Prins Willem Alexander stelde hem onlangs officieel in gebruik.
De nieuwe krachtpatser van Silicon Graphics, de SGI Origin 3000, herbergt 1024 procesors. Deze kunnen een piekvermogen leveren van één teraflop (1 biljoen bewerkingen per seconde), 10 terabytes online opslag en 100 terabyte near-line tape opslag. Het is de eerste computer in de wereld met zoveel parallel geschakelde processors op de markt komt.
De afgelopen decennia waren zogenoemde vectorsystemen de krachtigste rekenmachines. Deze vectorsystemen zijn voorzien van processors, speciaal ontworpen voor supercomputers, die bewerkingen sequentieel uitvoeren.
Tien jaar geleden publiceerde SGI een onderzoek waarin het de vectormachines doodverklaarde. Parallelle systemen zouden hen overvleugelen. Maar het grote probleem was de taken tussen deze processors goed te verdelen. Bovendien werkt parallellisme alleen als het rekenwerk voor formules in taken kan worden gesplitst, zodat het rekenen sneller gaat dan met een sequentiële machine. De super van SGI is opgebouwd uit 2 x 16 processorgroepen die via snelle routers communiceren. Met de 16-processorgroepen worden partities gevormd, die de gebruiker naar wens kan configureren.
Het geheugen is fysiek gedistribueerd over de processors, waarbij elke vier processors hun eigen deel van het geheugen hebben. Tot 512 processors kunnen in één zogenoemde single image worden gevangen en via de progammeeromgeving als één shared memory worden gebruikt.
Ommekeer
Voor de wetenschappelijke wereld heeft de overgang naar parallelle systemen enorme gevolgen. Dit zegt J. van Bergen, voorzitter van de Stichting Nationale Computerfaciliteiten (NCF), die sinds tien jaar verantwoordelijk is voor een goede nationale computerinfrastructuur voor het wetenschappelijk onderzoek in Nederland. "Een keer per zes jaar schaffen wij een nieuwe supercomputer aan. Voor de selectie hanteren we een groot aantal criteria. Tot nu leidde die altijd tot de keus van een vectormachine. Het is voor het eerst dat het budget van 30 miljoen gulden gaat naar een parallelle machine."
Deze keus heeft ingrijpende gevolgen voor onderzoekers die nu nog vectorcodes gebruiken. Zij moeten nu parallelle programeertechnieken gebruiken om optimaal voordeel halen uit de nieuwe super. Om hen te helpen met de overgang naar parallellisatie is een programma opgesteld door SGI, Sara en NCF. SGI stelt systeemkennis en mankracht beschikbaar, Sara de technisch wetenschappelijke ondersteuning. Voor het parallelliseren van bestaande software kunnen de wetenschappelijke instellingen subsidie aanvragen bij NCF.
Bouwvakker
Uit het jaarverslag van Sara blijkt dat de toepassingen op de nieuwe super er relatief weinig op vooruit gaan. De oude Cray kan met zijn 12 processors een maximale prestatie halen van 12 Gflop per seconde. Met de nieuwe super, die 1024 processors telt, moet één teraflop mogelijk zijn. Maar voorzichtigheidshalve wordt voor de meeste toepassingen geraamd dat de praktische vooruitgang een factor dertig bedraagt. Om dit te verklaren geven voorstanders van parallel werken het voorbeeld van een bouwvakker die alleen een huis bouwt. Als je dat werk door duizend bouwvakkers laat doen gaat is het werk niet in een duizendste van de tijd klaar. Sommige taken kun je nu eenmaal niet verdelen. Als er geheid wordt, zijn de dakbedekkers gedwongen toe te kijken.
Studenten
Bob Bishop, ceo van SGI en speciaal overgevlogen voor de ingebruikname, stelt dat de overgang van vectorcodes naar parallel programmeren in de praktijk mee zal vallen. "De meeste studenten die nu afstuderen hebben ervaring met parallel programmeren. Ik verwacht alleen problemen met oudere programma’s die slecht gedocumenteerd zijn."
De verwachting van Sara dat het nieuwe systeem bestaande toepassingen slechts een factor dertig sneller zal maken, vindt hij negatief. "Dankzij de nieuwe compilers zal de versnelling veel hoger liggen."
Voor het krachtiger worden van processors geldt de wet van Moore, elke twee jaar verdubbelt de prestatie tegen de helft van de prijs. Omgerekend betekent dit elke tien jaar een duizendvoudige verbetering. Volgens Bishop blijft deze wet nog ongeveer twintig jaar geldig. Hij voorspelt dat de parallellisatie voorlopig nog verder zal gaan. "Het houdt zeker niet op met de huidige 1024 processors. Over drie a vier jaar komen we met systemen op de markt met 2048 processors."
