RS-6000 SP: суперкомпьютер IBM, обыгравший Каспарова. Что это была за система?

Привет! Я Виктор Сергеев из МТС Диджитал. Ровно 27 лет назад, 2 сентября 1997 года, компания IBM объявила о создании еще более быстрой версии суперкомпьютера RS/6000 SP. Да-да, это именно ему удалось обыграть Гарри Каспарова на матче 11 мая 1997 года. Отличный повод вспомнить, что представлял из себя этот суперкомпьютер и чем он жил помимо шахмат. Поехали!

Чуть-чуть истории

О легендарной шахматной партии между человеком и машиной на Хабре уже много писали, так что я не буду повторяться. Расскажу о самом суперкомпьютере и начну с платформы SP1.

Платформу IBM Scalable POWERparallel представили в 1993 году под названием SP1 как суперкомпьютерное решение для научных и технических расчетов. Первые варианты платформы собирались из серверов RS/6000 Model 370. Разработка оказалась популярной, ее стали приобретать корпорации и государственные организации из США. Например, Аргоннская национальная лаборатория заказала систему из 128 узлов. К концу года было продано уже 72 такие платформы.

Через год корпорация IBM представила улучшенную систему SP2. В ней использовались обновленные серверы и быстрое сетевое соединение, которое называлось Trailblazer. SP2 оказалась еще популярнее: удалось продать 352 платформы.

В 1996 году SP2 переименовали в SP. Платформу стали собирать из серверов RS/6000. Тогда же узлы начали оснащать несколькими процессорами и SMP-мультипроцессорами. В 1996 году IBM продала сразу 3 770 систем RS/6000 SP клиентам по всему миру. На базе этой платформы были разработаны и шахматные компьютеры серии Deep Blue.

Окей, а при чем тут Deep Blue II?

Deep Blue навсегда вошли в историю шахмат: их соперником был один из лучших шахматистов мира Гарри Каспаров. В 1996 году Каспаров победил компьютер со счетом 4:2, а в 1997 проиграл — счет был 3½:2½ в пользу Deep Blue.

Deep Blue II как раз и представлял собой суперкомпьютер RS/6000 SP. Система включала две стойки с 30 узлами — рабочими станциями RS/6000.

А вот на чем базировалась каждая из них: 

• процессор P2SC: одномикросхемное исполнение чипа с архитектурой POWER2;

• две платы расширения с восемью специализированными шахматными процессорами на каждой плате под шину MCA.

Всего в суперкомпьютере было 480 шахматных процессоров и 30 чипов P2SC. Два сервера базировались на чипах P2SC с тактовой частотой 135 МГц, а остальные 28 — на чипах P2SC с частотой 120 МГц. На каждом узле установлены 1 Гб ОЗУ и 4 Гб дисковой памяти. Шахматные процессоры выпускались по 0,6-микронной КМОП-технологии, в каждом было около 1,5 миллиона транзисторов. Управлялась система ОС AIX 4.2.

Deep Blue состоял структурно из двух частей:

• программной части, реализованной на универсальном компьютере и ведущей расчет на первые несколько ходов глубины;

• аппаратной части на основе быстрых специализированных шахматных микропроцессоров. При дальнейшем расчете они дополнительно ускоряли и углубляли поиск.

Такое решение позволило в полной мере задействовать возможности шахматных процессоров. Чтобы сделать систему еще более производительной и вместе с тем гибкой, разработчики добавили возможность подключения внешних FPGA, которые корректировали аппаратный поиск и оценку. Но к началу матча ничего так и не подключили: просто не хватило времени. Впрочем, это не помешало суперкомпьютеру победить одного из лучших шахматистов за всю историю человечества.

Не только для игры в шахматы

Конечно, суперкомпьютеры линейки RS/6000 SP использовались далеко не только для игры в шахматы. Они применялись в таких областях, как вычислительная химия, анализ аварий, проектирование электронных схем, сейсмический анализ, моделирование водохранилищ, поддержка систем принятия решений, анализ данных и оперативная обработка транзакций. В таком разнообразном спектре система работала благодаря гибкости архитектуры, высокой производительности и возможности масштабирования.

RS/6000 SP можно было увеличивать до 512 узлов — с Каспаровым играла система из 32 серверов. Узлы устанавливаются в стойки, до 16 серверов в каждой. Платформа SP могла линейно масштабировать диски вместе с процессорами и памятью, а это позволяло работать с терабайтами файлового пространства. Еще части системы можно было профилировать, то есть «затачивать» под решение разных задач. Так, несколько узлов, например, выполняли роль серверов Lotus Notes, а все остальные обрабатывали параллельную базу данных.

Каждый сервер работает под управлением операционной системы ОС AIX и другого стандартного ПО для RS/6000. Программное обеспечение нужно было устанавливать на каждом сервере отдельно. Чтобы облегчить этот процесс, IBM предоставляла набор ПО под общим названием Parallel Systems Support Programs (PSSP). Он упрощал инсталляцию, конфигурирование и администрирование системы.

Понятно, что централизованное управление такой масштабной системой — задача не из простых. Чтобы ее решить, IBM задействовала одну графическую консоль. В ней и отображались статусы работы ПО и «железа», информация о выполняемых задачах и активных пользователях.

При помощи единой консоли системный администратор мог без проблем менять права юзеров, вести учет выполняемых задач, управлять печатью, вести общий мониторинг.

Что было после Каспарова

Система продолжала развиваться и после создания улучшенной версии в 1997 году. В начале 1999 года IBM представила еще более производительную версию RS/6000 SP. На этот раз она позволяла объединять не 512, а тысячи серверов. Коммутатор, разработанный IBM, мог обрабатывать больше 32 тыс. узлов.

Самую масштабную систему в конце 90-х годов установила Lawrence Livermore National Laboratory — национальная лаборатория Министерства энергетики США в Ливерморе, штат Калифорния. Кластер состоял из 1 463 узлов. Системы еще масштабнее никто не устанавливал: стоимость обслуживания таких кластеров была бы запредельной.

RS/6000 SP из 30 узлов работал как главный веб-сервер Летних Олимпийских игр 1996 года в Атланте и Зимних Олимпийских игр 1998 года в Нагано.

Платформа RS/6000 SP поставлялась IBM клиентам вплоть до 2001 года. Потом случился ребрендинг, и линия суперкомпьютеров продолжилась под названием eServer p690. Но это, как говорится, уже совсем другая история.

На сегодня все. А если вы знаете интересные факты из истории этого и других суперкомпьютеров, пишите в комментариях.