IBM разработала оптический коммутатор для суперкомпьютеров

Производительность будущих суперкомпьютеров будет определяться их способностью осуществлять передачу огромных объемов данных между сотнями и тысячами процессоров. Нынешние суперкомпьютеры, такие, как Blue Gene, используют работу десятков тысяч относительно простых процессоров, работающих параллельно над решением одной задачи. Обмен данными между этими процессорами осуществляется при помощи обычных медных проводников.

Замена меди на алюминий или золото не решает проблему кардинального роста скорости передачи информации. Для этого необходимо перейти на высокоскоростные оптические соединения, которые уже сейчас используются как соединительные кабели между отдельными узлами суперкомпьютеров. Однако для дальнейшего роста производительности суперкомпьютеров необходимо соединить с помощью оптических кабелей и коммутаторов каждый из тысяч процессоров.

За решение этой задачи взялись исследователи из лаборатории IBM в Цюрихе совместно со специалистами по оптическим сетям из американской компании Corning. В ходе 4-летнего проекта OSMOSIS (аббревиатура от Optical Shared MemOry Supercomputer Interconnect System), финансируемого министерством энергетики США, был разработан оптический коммутатор, предназначенный для регулирования потоков данных в оптических сетях. К коммутатору присоединены 64 линии передачи данных, каждая из которых способна осуществлять обмен данными на скорости до 40 Гбит/с. Суммарная пропускная способность коммутатора достигает 2,5 Тбит/с (это эквивалентно передаче 20 DVD-фильмов в секунду).

В ходе исследования удалось решить одну из главных проблем в создании оптических коммутаторов - проблему кратковременного хранения данных. Систем "оптической оперативной памяти" до сих пор не существует, и поэтому разработчики пошли по пути создании гибридного электрооптического устройства, где с помощью электроники осуществляется буферирование и распределение данных, а оптическая часть отвечает за передачу и коммутацию потоков данных. С помощью специально разработанного контроллера ученым удалось минимизировать время прохождения данных через коммутатор, так что буфер используется лишь в незначительной степени.

Системы оптической коммутации в суперкомпьютерах найдут широкое применение в областях, связанных с биологией, медициной, разработкой новых лекарственных средств, сообщает пресс-релиз лаборатории IBM в Цюрихе.