С начала эры вычислительной техники проблема уменьшения бреши между производительностью, необходимой для решения конкретной прикладной задачи, и производительностью, обеспечиваемой машиной, породила множество альтернативных моделей ЭВМ. Некоторые из них доказали свою эффективность на практике. Однако в переживаемый нами период информационного взрыва с повестки дня не сходит вопрос о постоянном дальнейшем повышении производительности. Например, некоторые современные проекты требуют производительности порядка 10⁹ операций в секунду (т. е., одна команда должна выполняться за 1 нс), что уже приближается к предельным возможностям тех разновидностей техники, для которых пределом служит скорость распространения света (30 см/нс).

Супер-ЭВМ и техника супер-ЭВМ предназначены для удовлетворения всёвозрастающих требований уменьшения указанной бреши. Термин «супер-ЭВМ» подразумевает ЭВМ с некоторыми дополнительными свойствами, в которой на основе достижений современной техники при определённых условиях может достигаться максимально возможная производительность. Естественно, такое широкое определение со временем меняется в соответствии с уровнем развития техники и технологии, системного программного обеспечения и архитектуры систем. Поэтому сегодняшние супер-ЭВМ когда-нибудь потеряют первенство в производительности. Например, так называемые супер-ЭВМ начала семидесятых годов, такие как ILLIAC IV, имевшие производительность порядка 100 млн. команд в секунду, не сравнимы с современными супер-ЭВМ с их производительностью, превышающей миллиард операций в секунду.

С точки зрения экономики техника супер-ЭВМ занимает лишь часть рынка вычислительной техники, однако в последнее время она стала привлекать к себе повышенный интерес, который вызван:

1) текущими и перспективными достижениями техники;
2) быстрым ростом объёма обрабатываемой информации при одновременном возрастании требований к производительности;
3) новшествами в архитектуре ЭВМ.

Настоящий тематический выпуск представляет собой попытку более пристального изучения техники супер-ЭВМ и её будущего, объяснения существующих задач и их (частных) решений и демонстрации применений супер-ЭВМ в областях, которые до последнего времени не находили широкого отражения в литературе. К сожалению, из-за ограничености журнального пространства эти цели не удалось выполнить до конца.

Для участия в выпуске было прислано более ста предложений и статей. Каждой статьёй занимались по крайней мере три рецензента. Процесс отбора был несколько болезненным, поскольку из-за недостатка места пришлось отклонить немало интересных высококвалифицированных статей. В итоге в выпуск вошло тринадцать статей, покрывающих широкий спектр тем в рамках затронутой проблемы.

Две дополнительные статьи — «Оптика и высокопроизводительные вычисления» П. Берра и др. и «Цифровая оптика» Н. Штрайбля и др. — посвящены оптической технике и её применению в супер-ЭВМ. Появление этих двух статей в номере не следует рассматривать как пренебрежение другими работами, посвящёнными последним достижениям техники. В статье Дж. Мони и др. рассматриваются методы распределения ресурсов в различных моделей супер-ЭВМ. Авторы показывают, что многие задачи и их решения неоднократно используются в различных супер-ЭВМ. В статье Р. X. Каца и др. приведен обзор некоторых предложенных дисковых устройств и контроллеров ввода/вывода, разработанных для сокращения разрыва между производительностью центрального процессора и устройств ввода/вьгаода в высокоскоростных ЭВМ. Ш. Вайс изучает характеристики скалярной супер-ЭВМ, тогда как Дж. Л. Поттер и У. К. Милендер уделяют внимание матричным супер-ЭВМ. Дж. П. Хейз и Т. Мадж представили статью об архитектуре и применениях параллельных многопроцессорных систем с архитектурой типа гиперкуб. X. Дж. Сигелом и др. изучены свойства и характеристики систем, основанных на топологии многокаскадного куба.

Статья В. Милутиновича демонстрирует применение сотовой архитектуры для реализации нейронных сетей при проектировании супер-ЭВМ. А. К. Дешпанде и К. М. Кави предложили ряд формальных методов для спецификации и верификации параллельных программ, которые также включают среду потока данных. К. К. Пари приводит обзор четырёх методик преобразования алгоритмов, используемых для специальных приложений супер-ЭВМ.

В статье Р. Салеха и др. обсуждается применение супер-ЭВМ для моделирования схем. Наконец, By Минью и Д. Д. Гайски рассматривают средства разработки параллельных программ.

В заключение нам хотелось бы поблагодарить всех тридцать трёх рецензентов за оценку работ. Их усилия способствовали повышению качества выпуска, издание которого без их участия было бы невозможным.

ОБЗОР НОМЕРА
Техника супер-ЭВМ (тематический выпуск)
Supercomputer Technology

Книги на ту же тему

1. Параллельные алгоритмы целочисленной оптимизации, Хохлюк В. И., 1987
2. Алгоритмы и вычислительные автоматы, Трахтенброт Б. А., 1974
3. Методы решения задач по вычислительной оптике, Нефедов Б. Л., 1966
4. Параллельные вычислительные системы, Головкин Б. А., 1980
5. Параллельное программирование в среде MATLAB для многоядерных и многоузловых вычислительных машин: Учебное пособие, Кепнер Д., 2013