Можно ли играть на суперкомпьютере
Исследователи из Массачусетского технологического института хотят ускорить процесс мониторинга, диагностики и устранения проблем с многомиллиардными суперкомпьютерами за счет визуализации оборудования в движке Unity 3D Game, аналогичному тому, который используется в некоторых играх. Суперкомпьютеры представляют собой чрезвычайно сложный набор оборудования, поскольку они работают с тысячами взаимосвязанных систем. Однако в системе могут возникать проблемы, и диагностика этих проблем может стоить суперкомпьютерам времени и снижать производительность.
Средний суперкомпьютер имеет множество компонентов в системе. Каждая часть системы называется узлом, и каждый узел содержит определенный набор аппаратных компонентов. Как сильно упрощенное и базовое объяснение, некоторые узлы предназначены для хранения данных, а другие узлы предназначены для вычислений. Эти вычислительные узлы обычно содержат процессоры и основную системную память.
Инженеры постоянно проверяют оборудование в процессе установки, сталкиваясь с различными проблемами. Например, в системе могут быть проблемы с памятью, процессором и даже сетью, и диагностика основной причины может быть затруднена с такими крупномасштабными системами. Например, будущий суперкомпьютер Frontier должен иметь около 100 стоек, содержащих по 10 узлов в каждой, что приведет к появлению тысяч узлов для диагностики и мониторинга.
Чтобы упростить эту задачу, исследователи из Массачусетского технологического института разработали новую технологию для визуализации мониторинга узлов, предлагая системную отчетность в реальном времени в игровом движке Unity 3D, который используется во многих видеоиграх. Он называется MM3D и является частью инструментов управления инфраструктурой центра обработки данных (DCIM), разработанных подразделением MIT SuperCloud.
В документе отмечается: «Комбинация суперкомпьютерной аналитики и трехмерной игровой визуализации позволяет обрабатывать в реальном времени и визуально отображать огромные объемы информации, которую люди могут быстро обработать с небольшим обучением. Наша система полностью использует возможности современных трехмерных игровых сред для создания нового представления компьютерного оборудования, которое интуитивно представляют физические атрибуты суперкомпьютера, одновременно отображая предупреждения в реальном времени».
Англичанин изобрел «суперкомпьютер» для игры в «Тетрис»
Для его создания Ньюмен использовал 40 тыс. транзисторов и 10 тыс. светодиодов, которые в общей сумме требуют мощности в 500 Вт. Тем не менее «Мегапроцессор» имеет очень слабые характеристики: 256 байт оперативной памяти и процессор на 20 кГц. Единственной игрой, в которую можно поиграть на «суперкомпьютере», стал «Тетрис».
Главная особенность «Мегапроцессора» в том, что при его создании использовались транзисторы стандартной величины вместо микротранзисторов, занимающих гораздо меньше места и используемых в производстве современных компьютеров.
Ньюмен надеется, что его разработка попадет в музей и будет использоваться в обучающих целях.
Похоже, его когда-то давно уволили из Intel и он решил отомстить.
Звучит так, как будто я могу написать об этом книгу.
В музей чего оно должно попасть?
Сибирь, только сложнее. Как Советский Союз и капиталисты зарабатывали на создателе «Тетриса».( Баяметр ругался, но он не прав).
Удивительно, но на заре перестройки в СССР был создан один из самых узнаваемых игровых продуктов в мире. Наравне с Марио или Соником про «Тетрис» знают все. Однако в отличие от западных разработок советская реальность не позволяла его автору Алексею Пажитнову заработать хоть что-нибудь на своей игре, в то время как крупные международные компании и советская ЭЛОРГ годами получали невиданные барыши с продаж «Тетриса» для Game Boy, домашних консолей и персональных компьютеров. Об удивительном пути феномена из СССР на мировой рынок наш рассказ.
Советскому программисту Алексею Пажитнову всегда нравились игры и различного рода головоломки. Одной из таких головоломок являлась пентамино — составленные из квадратов плоские фигурки нужно было сложить без перекрытий и зазоров в прямоугольник. Пажитнов очень любил складывать пентамино, а потому ее вполне можно считать тем самым вдохновением и предтечей «Тетриса».
Мужчина работал в Вычислительном центре Академии наук СССР, где просчитывались траектории спутников и прочие серьезные вещи. Отдыхали местные программисты создавая простенькие игры. Вдохновившись пентамино, Пажитнов решил сократить количество квадратов, из которых состояли фигурки, до четырех. Тем самым он, скорее всего, значительно облегчил разработку игры под не самый производительный советский микрокомпьютер «Электроника-60». «Тетрис» получил более-менее законченный вид летом 1984 года. Компьютер не умел отображать графику — только текстовые символы, из которых и пришлось складывать фигурки.
Но игровое поле — стакан, в который падали фигурки, — заполнялось очень быстро, за каких-нибудь 20 секунд. Поэтому Пажитнов придумал коренное решение, превратившее «Тетрис» в игру, базовый геймплей которой известен каждому. Зачем держать на экране заполненные кирпичиками линии? Они ведь уже не несут никакой функциональной нагрузки, являясь, по сути, мертвым грузом. Пажитнов решил, что каждая заполненная линия должна исчезать. И это был поворотный момент в разработке игры.
Второй важной вехой стало портирование «Тетриса» на персональные компьютеры. Сделано это было с помощью 16-летнего старшеклассника, которого учитель информатики приводил в Вычислительный центр, чтобы тот поработал и поиграл с IBM PC. Вадим Герасимов довольно быстро овладел программированием и принялся за работу над несколькими веселыми проектами.
Вскоре, как пишет сам Вадим, его познакомили с Пажитновым, который разрабатывал игры и нуждался в парне, способном портировать их на PC. К Алексею подросток примкнул как эксперт по компьютерам, программист и графический дизайнер. Еще в команде был Дмитрий Павловский.
— Наш план состоял в том, чтобы сделать дюжину увлекательных компьютерных игр для PC. Мы хотели объединить их в одну систему, которую собирались назвать компьютерным луна-парком.
Один из ранних образцов игры, который был экспортирован на Запад.
Герасимов утверждает, что разрабатывал идею наравне с Пажитновым — портировал «Тетрис» на персональные компьютеры и в течение нескольких лет продолжал добавлять ей функциональности.
— Игра под названием «Тетрис» была идеей Алексея. Когда иностранные компании выразили интерес к лицензированию проекта, Пажитнов решил продвигать только его, забыв об остальном луна-парке. Это решение разрушило нашу команду.
С тех пор Герасимов больше не фигурировал в истории «Тетриса» — до одного очень странного момента, о котором ниже.
Пажитнов утверждает, что разработанная им в стенах Вычислительного центра игра не только завладела его умом, но и подсадила на складывание падающих в стакане фигурок всех коллег. Часто в ущерб работе и выполнению непосредственных обязанностей.
Первая цветная версия «Тетриса» была разработана в 1985 году силами Герасимова. Именно ее Пажитнов решил выпустить за пределы научного здания, передав друзьям.
— Игра распространилась по всей Москве как лесной пожар, — рассказывал программист в начале нулевых в интервью BBC. — Две недели, и в «Тетрис» играли на каждом компьютере в стол
Игра была абсолютно бесплатной, так как у Пажитнова попросту не было возможности открыть ИП и продавать программное обеспечение в СССР. По его словам, он и подумать не мог, что программу можно считать товаром, продавать ее или защищать какое-либо авторское право. Времена были не те. «Тетрис» свободно копировали с дискеты на дискету, и этот «лесной пожар» бушевал по всему Союзу и в других странах соцлагеря.
Добрался «Тетрис» и до Венгрии. Там с интеллектуальными правами было попроще. Существовала даже целая британская частная компания Andromeda, которая занималась экспортом программного обеспечения на Запад. Руководил ею Роберт Стейн.
В начале 1986 года он побывал в Венгерском технологическом институте на выставке программного обеспечения. В большом зале работали десятки компьютеров, на которых были запущены программы и игры. Среди них был в том числе «Тетрис». Да, это была не венгерская разработка, но Стейн ею крайне заинтересовался. Узнав адрес Вычислительного центра в Москве, предприниматель отправился в столицу СССР договариваться с Пажитновым.
Но гостя из Великобритании там встретили довольно прохладно. В Академии наук занимались серьезными вычислениями и практически не обращали внимания на болтовню приезжего, который просил передать права на «Тетрис». Стейн предлагал заплатить 10 000 британских фунтов. И дабы он наконец отвязался, Пажитнов (ему доверили со всем разобраться) заявил, что готов обдумать эту цифру и продолжить переговоры. Было подписано соглашение, согласно которому три месяца спустя Стейн обязался перечислить первый денежный транш.
Но британец ждать не собирался. Он был предприимчив и самоуверен. Считал, что сделка с русскими у него уже в кармане, а потому приступил к активному поиску покупателей в Лондоне, которые бы заинтересовались «Тетрисом». И самым лакомым клиентом оказалась компания Mirrorsoft, которая принадлежала влиятельному британскому медиамагнату Максвеллу.
— Моя жена обвинила меня в том, что я порчу семейное празднование Рождества, так как я был уже зависим от этой игры, — такими воспоминаниями делился один из топ-менеджеров Mirrorsoft. По его словам, весь технический отдел компании зависал в «Тетрисе».
Игра определенно была потенциальным хитом. Оставалось лишь придумать, как продвигать ее на Западе. Естественно, от советских корней проекта попросту не могли отказаться. Это ведь диковинка — компьютерная игра, созданная по ту сторону «железного занавеса». Не исключено, что если бы британские разработчики не стали цепляться за образ советской игры, о ее настоящем «отце» Пажитнове так никто и не узнал бы.
Реклама в СМИ и шумиха вокруг готовящейся к выходу новинки привлекли внимание Советского Союза. В частности, организации ЭЛОРГ — «Электроноргтехника». Эта госструктура занималась тем, что продавала за рубеж электронику и программное обеспечение. И все права на «Тетрис», по сути, были в ее руках, о чем Роберт Стейн даже не догадывался. Согласно позднему интервью Пажитнова изданию The Guardian он лично передал права на игру этой государственной организации сроком на 10 лет. Так что все дальнейшие вопросы нужно было решать только через нее.
Но рыночное колесо было уже не остановить. Британская Mirrorsoft продавала копии игры для PC, однако массовый рынок в те годы был сосредоточен на домашних консолях. По этой причине был заключен договор с компанией Atari на выпуск игры для приставок.
И в этот момент на сцену выходит Хэнк Роджерс — будущий партнер Пажитнова. В 80-х Роджерс занимался тем, что покупал права на игры для японского рынка. В январе 1988 года на выставке CES в Лас-Вегасе он увидел Tetris, который его мгновенно зацепил. Через американскую дочку Mirrorsoft он лицензировал каждую версию «Тетриса» для каждого типа домашней консоли. Но оказалось, что материнская компания уже передала права на «Тетрис» Японии. Лицензия находилась у Atari.
Роджерс решил добраться до истоков и обратился к Стейну. К нему же обратились люди из Atari и Mirrorsoft. Все были уверены, что у них есть права на выпуск «Тетриса», хотя на самом деле их не было ни у кого. Из-за всей этой чехарды с лицензированием к концу 80-х десятки компаний заявляли свои права на издание игры на той либо иной платформе, тогда как сам Пажитнов с многомиллионных продаж по всему миру не имел практически ничего.
Глава ЭЛОРГ мистер Беликов, как его называли западные партнеры, должен был разобраться со всем этим воцарившимся вокруг советской игры безумием. В первую очередь он изучил документы, подписанные Стейном и Пажитновым. Оказалось, что британская Andromeda так и не перечислила ни копейки за обещанные три месяца, хотя вовсю распоряжалась «Тетрисом» на международном рынке.
Стейн, Роджерс и сын Максвелла, владельца Mirrorsoft, практически одновременно отправились в СССР, чтобы наконец договориться с русскими и определиться, кто и какими правами располагает.
— Я отправился прямиком в Москву, чтобы поговорить с ЭЛОРГ. Я ничего не знал про столицу СССР и даже понятия не имел, где находится организация. Москвичи были абсолютно недружелюбными, никто не говорил по-английски, — вспоминает свое путешествие Роджерс.
Оказалось, что ни у одной западной компании нет права издавать «Тетрис» ни для домашних консолей, ни для аркадных автоматов. И даже к версиям для PC, права на которые вроде как переданы Andromeda, есть вопросы.
— Единственные права были переданы фирме Andromeda (Роберт Стейн) и только для использования «Тетриса» на персональных компьютерах, — заключил Беликов, который был шокирован тем, что британец умудряется распродавать советский интеллектуальный продукт направо и налево.
Роджерс был настойчив. Ему удалось через переводчика добиться встречи с Беликовым и получить права на игру для издания в Японии на портативных консолях Nintendo. В те годы эта компания держала под собой едва ли не 70% мирового игрового рынка. Но самое важное заключалось в том, что Хэнк понравился Пажитнову. В отличие от Максвелла он не смотрел на всех свысока и был максимально открыт в обсуждении финансовой составляющей.
Стейн и Максвелл же вернулись в Лондон ни с чем. Первый — с позором и уверенностью, что Беликов — «настоящий негодяй», второй — обдумывать предложение для русских. А Роджерс помимо всего прочего завел дружбу с Пажитновым, что в долгосрочной перспективе оказалось самым ценным вложением. Благодаря Хэнку Nintendo смогла выпустить Game Boy с «Тетрисом». В итоге сложно понять: либо приставка сделала игру по-настоящему популярной, либо же игра позволила приставке продаться ошеломительной партией в более чем 100 млн экземпляров.
Затем последовал долгий суд между Nintendo и Atari. Последние были уверены, что у них есть гарантированное Mirrorsoft и миллионером Максвеллом право издавать «Тетрис» на консолях, но Nintendo уже подсуетилась и вырвала последние консольные права на игру.
Тем не менее 1989 год в СССР уже значительно отличался от 1988-го. Беликов говорил, что случись все эти события годом ранее, исход был бы совершенно иным.
— Поначалу я не заработал на этом много денег. Но я был счастлив, потому что моей главной целью было видеть, как люди наслаждаются моей игрой, — так отвечал Пажитнов на вопросы о собственном достатке.
Пока существовал СССР, программист и не мог ничего заработать. Права на игру, по сути, были у Вычислительного центра, в стенах и на компьютерах которого она родилась. ЭЛОРГ распоряжалась этими правами вплоть до 1996 года.
В 1991-м Роджерс позвал Пажитнова вместе с семьей в США. С 1996 года и вплоть до 2005-го он работал в Microsoft, занимаясь разработкой игр. В том же 1996 году Пажитнов и Роджерс выкупили последние права на игру у ЭЛОРГ.
— Тогда же Пажитнов зашел ко мне домой и попросил срочно подписать бумагу, «которая дала бы нам кучу денег от игровых компаний», — рассказывает автор порта «Тетриса» на PC Вадим Герасимов. — Он не оставил мне копию документа. В бумаге говорилось, что я согласен претендовать только на версию «Тетриса» для компьютеров, даю Пажитнову право на ведение всех бизнес-операций и отказываюсь от любого вознаграждения, связанного с «Тетрисом».
Я не был согласен со всем в документе, но подписал его, так как доверял Алексею. В следующие несколько месяцев упоминание моего имени исчезло со всех новых релизов «Тетриса» и связанных с ним документов. Алексей зарегистрировал в США авторские права на бесплатную PC-версию «Тетриса», которую мы разработали вместе.
У военных США был суперкомпьютер из тысяч PS3. Консоль подходила для этого даже лучше, чем для игр
Смекалка и экономия.
PlayStation 3 была необычной консолью с опережающими время инновациями, из-за чего она стоила безумных 600 долларов на старте продаж (была и урезанная версия за 500 долларов). Японцы будто делали не игровую консоль, а топовый мультимедийный компьютер с Blu-ray приводом, картридером, жестким диском и даже железной поддержкой игр для PS2 – последняя есть только в первых моделях PS3, позже ее вырезали ради удешевления. Но главная особенность PS3 – ее многопоточный процессор Cell, на создание которого Sony потратила 400 млн долларов.
Архитектура Cell поначалу была слишком сложной для разработки игр, поэтому в первые годы жизни PS3 отставала по графике и производительности в мультиплатформенных играх от Xbox 360, а делать эксклюзивы для консоли Sony решались не все. Зато PS3 оказалась находкой для неигровых задач: на нее, например, можно было установить Linux. И несколько консолей замечательно сочетались в вычислительных кластерах.
Этой функцией пользовались многие владельцы PS3, принявшие участие в инициативе Folding@home. Так называлось специальное приложение на каждой проданной консоли, позволяющее одолжить мощность устройства во время простоя для благих целей: поиска лекарства для некоторых видов рака, Альцгеймера и других заболеваний. Через сеть PS3 пользователя объединялась с другими консолями в единый суперкомпьютер, который использовал для своих нужд Стэнфордский университет.
Вычислительный потенциал PlayStation 3 оценили и американские военные – благодаря нему правительство сэкономило десятки или даже сотни миллионов долларов. Вместо того чтобы покупать обычный суперкомпьютер, армия приобрела 1760 консолей PS3. Получился вычислительный блок Condor Cluster мощностью аж в 500 терафлопс – его использовали для обработки данных со спутников, исследовании ИИ и других ресурсоемких задач. Экономия получилась существенная: аналогичный готовый суперкомпьютер стоил бы в разы дороже и потреблял бы гораздо больше энергии.
Поэтому кластеры из PS3 стали обычным явлением для всех, кому требовалась большая и дешевая вычислительная мощность. В этом и скрывался настоящий потенциал процессора Cell, в том числе, отдельно от консоли – на основе именно этого чипа (в другой конфигурации) в 2008 году IBM собрала суперкомпьютер Roadrunner, первую в мире систему мощностью 1 петафлопс.
Супершкаф на службе человечества. История создания суперкомпьютеров Cray
Хорошо иметь. нет, не домик в деревне, а суперкомпьютер. Хотя бы самый простенький. Заплатил пару миллионов долларов — и сиди наслаждайся играми с максимальной детализацией физики и графики. Хотя стоп. Это неправда, запустить на суперкомпьютере игры не удастся, виной тому специфические ОС и особенности архитектуры. И вообще, огромные электронные мозги собирают для решения совсем других задач, таких как расчет аэродинамики автомобилей и свойств разнообразных наноструктур. Четкого понятия суперкомпьютера не существует. В 80-х, например, им называли систему весом более тонны, но бытовало и другое определение — суперкомпьютером считали любую машину, руку к которой приложил Сэймур Крэй.
Мальчик и супершкаф
Сэймур Крэй родился в 1925 году, в Висконсине, в городке Чиппева Фолс. Интерес к изобретательству светило науки начал проявлять, как водится, в юном возрасте — в 10 лет из электромеханического конструктора он собрал устройство для перевода кода с перфорированной бумаги в азбуку Морзе. В 1943 году нашего героя забрали в армию служить в Европе радиооператором, откуда его вскоре перебросили на тихоокеанский театр военных действий, где он помогал взламывать японские шифры. По возвращении домой Крэй поступил в университет и закончил его в 1950 году, получив диплом инженера-электрика.
Первые шаги к успеху Крэй сделал в компании ERA (Engineering Research Associates), где играл ключевую роль в разработке компьютера ERA 1103. Машина удалась и принесла немалую прибыль компании. Габариты у нее были внушительные (два ряда шкафов), в начинку входили трубки Уильямса — громоздкие штуковины 12,7 см в диаметре.
В 1957 году компьютерное подразделение ERA сократили. Группа разработчиков ушла, чтобы основать компанию CDC (Control Data Corporation). Крэй собрался последовать за сослуживцами, однако не тут-то было — изобретатель был ведущим инженером государственного проекта NTDS (Naval Tactical Data System), его уход привел бы к провалу. Поэтому глава CDC Уильям Норрис рекомендовал Крэю завершить начатое и позже присоединиться к нему. Так и произошло, спустя год Крэй разобрался с заказом, получив заодно репутацию видного специалиста. Тут-то все и началось.
Триумф по имени Cray
Сэймур Крэй показал миру суперкомпьютер Cray 1, который обрел бешеную популярность.
В 1964 году с чертежного стола Крэя в реальный мир шагнул компьютер CDC 6600. Теоретически он мог выполнять 3 млн операций в секунду, однако с помощью лучших компиляторов программистам удавалось добиться лишь 0,5 млн. Процессор CDC 6600 не был вершиной инженерной мысли, тем не менее компьютер был лучшим. Секрет в том, что Крэй сделал сбалансированный суперкомпьютер. Он сам по этому поводу заявил: «Любой может создать быстрый процессор. Но изюминка в том, чтобы заставить всю систему работать быстро».
После очередного успешного проекта он взялся за CDC 7600. Крэй был простым человеком, по натуре трудоголиком, не слишком общительным. Устав от менеджеров CDC, требовавших от него общения с каждым потенциальным клиентом, Крэй поставил условие — либо он, либо менеджеры. Несмотря на то что работа над CDC 7600 была в разгаре, Норрис нашел соломоново решение и построил в городке Чиппева Фолс, где вырос Крэй, исследовательскую лабораторию.
Любопытный факт: еще одной причиной переезда Крэя стала паранойя. Изобретатель увлекался политикой и опасался атомной войны. Крэй имел под своим домом огромное бомбоубежище. Эта тема стала предметом шуток. На вопросы журналистов, как ему удается генерировать идеи, Крэю приходилось отшучиваться: «В туннеле под моим домом я встречаюсь с эльфами. Они мне и дают советы, как сделать суперкомпьютеры лучше».
На этом удача временно отвернулась от Крэя. Новое поколение суперкомпьютеров начали проектировать сразу две команды. Одна разработка носила имя CDC 8600 и ответственным за нее был Крэй, шефство над второй, менее амбициозной STAR-100, взял работавший вместе с Крэем над CDC 6600/7600 Джим Торнтон. В 1972-м стало понятно, что CDC 8600 получается слишком сложным, чтобы его можно было запустить в производство. Крэй отправился к Уильяму Норрису просить денег на редизайн. Решение было принято не в пользу Крэя, глава CDC сделал ставку на STAR-100 и урезал финансирование команде, работавшей над CDC 8600. Оно и понятно — несмотря на весьма приличную прибыль, CDC при разработке каждого нового проекта балансировала на грани банкротства: создание суперкомпьютеров — удовольствие дорогое.
Компьютеры Cray весили от 1 до 6 тонн и использовали охлаждение фреоном. Это вам не «водянка» с диодной подсветкой.
Изобретатель такого отношения к себе терпеть не стал и спешно покинул CDC, чтобы основать Cray Research. Несмотря на это Норрис сохранил с ним отношения и даже субсидировал его компанию. Деньги были использованы с умом. Первый же проект (Cray 1) обрел бешеную популярность (насколько это применимо к суперкомпьютерам). Машина имела 80 МГц процессор и была построена на микросхемах. Поставщиком деталей стала компания Fairchild, из которой вышли основатели Intel и AMD.
В это время в CDC закончили работу над STAR-100. Тут-то и выяснилось, что проект оказался провальным. Некоторые программы, написанные специально под STAR-100, работали быстрее на CDC 7600! При этом новинка стоила дороже. Джим Торнтон уволился, но благодаря расторопности Норриса развала компании удалось избежать. Он принял решение продолжить поддержку успешных CDC 6600/7600, ну а многострадальный STAR-100 отправили на доработку. Так появились CDC Cyber 203 и CDC Cyber 205.
Возможности суперкомпьютеров не раз пригодились и в мирных целях: с помощью Cray 1 и Cray X-MP были отрендерены первые в мире спецэффекты. Основоположником стала компания Triple-1, выпустившая в цифровое пространство истребители X-Wing для фильма «Звездные войны: Новая надежда» (1977 год). Правда, смонтированным роликам попасть на экран было не суждено — Джордж Лукас, поджимаемый временем, отказался от замысла и довольствовался съемкой игрушечных моделей. Зато шестая часть «Звездных войн» удивила зрителя реалистично анимированной «Звездой смерти». Над компьютерной графикой трудилась собственная студия Джорджа Лукаса — LucasFilm CG, проданная позже Стиву Джобсу и известная ныне как Pixar. Компьютерные спецэффекты доказали свое право на жизнь и стали все чаще появляться на экранах. Кстати, суперкомпьютеры Cray были использованы для создания спецэффектов в таких блокбастерах, как «Парк юрского периода» и «Терминатор 2: Судный день».
| Альтернатива суперкомпьютерам |