Современные суперкомпьютеры обладают рядом недостатков. Во-первых, они показывают высокую реальную производительность в достаточно узком классе задач, в решении задач других классов их реальная производительность зачастую составляет не более 5–10 % пикового теоретически достижимого уровня производительности. Во-вторых, топовые суперкомпьютеры потребляют уже десятки мегаваттов электроэнергии, в то же время соотношение реальной производительности на ватт потребляемой мощности остается крайне низким.
Как зявил научный руководитель направления, академик РАН Игорь Каляев, это порождает необходимость исследовать альтернативные подходы к созданию суперкомпьютеров, в частности такие, как квантовые и фотонные компьютеры. Их разработка планируется в программе НЦФМ.
Но давайте говорить честно: пока это стадия НИР, и до внедрения, создания реальных машин еще достаточно далеко. Существует подход, который мы также планируем более подробно исследовать в рамках программы НЦФМ и который уже сейчас позволяет многократно повысить технические характеристики суперкомпьютеров, — это так называемые суперкомпьютеры с реконфигурируемой архитектурой. Они могут совместить преимущество современных кластерных суперкомпьютеров, то есть их универсальность, и преимущество специализированных, то есть их высокую реальную производительность, - говорит он
Учёный отменил, что идея абсолютно нова. Но до масштабных внедрений дело не дошло. Это было вызвано отсутствием соответствующей элементной базы. В начале этого века такая база появилась — программируемые логические интегральные схемы, ПЛИС. Это полуфабрикат микросхемы, который пользователь может программировать сам, но программировать не с точки зрения последовательности действий, а с точки зрения внутренней структуры. Идея в том, чтобы из ПЛИС создать вычислительное поле, в рамках которого пользователь мог бы формировать проблемно-ориентированные вычислительные структуры под свою задачу. Причем чем больше будет размер такого поля, тем более сложные задачи можно будет решать с его помощью.
Данное направление развивается в Научно-исследовательском центре суперЭВМ и нейрокомпьютеров уже более 15 лет. Первая мощная машина была построена еще в 2009 году — ее производительность составляла 1016 операций в секунду. К 2030 году мы рассчитываем выйти на 2,2×1018 операций в секунду в одной стойке.
