Технология, о которой пойдет речь, скорее, должна была бы появиться где-нибудь в наших краях, ибо наши "народные умельцы" давно славятся своей способностью из "ничего" делать очень полезные вещи. И все же место рождения технологии, названной создателями Beowulf*, - Центр управления космическими полетами им. Роберта Годдарда в NASA. Основное назначение технологии - создание суперкомпьютера из ходовых, дешевых и общедоступных компонентов, в частности, использование для этих целей и огромного парка морально устаревших машин. Подход, который еще лет десять тому назад мог бы показаться утопией. Ведь, начиная с 60-х годов, на исследования по созданию все более быстродействующих суперкомпьютеров расходовались многие миллионы долларов, а сами машины были невероятно громоздкими. Теперь, с высоты нового технологического полета, их часто называют мамонтами или динозаврами. И для этого есть основания, поскольку большинство компаний, в свое время специализировавшихся на производстве суперкомпьютеров или мэйнфрэймов, в настоящее время сошли с дистанции. Не минула участь сия и легендарную Cray Inc., которая после трагической смерти своего создателя в 1996 г. столкнулась с серьезными трудностями и вынуждена была перестроить свою деятельность, переориентировав ее с обслуживания крупных университетов и оборонного комплекса на более "мирных" производителей, таких, например, как Ford и Phillips Petroleum.

Технология Beowulf была разработана в 1994 г. двумя сотрудниками одной из лабораторий NASA Томасом Стерлингом (Thomas Sterling) и Доном Беккером (Don Becker) при поддержке проекта ESS (Earth and Space Sciences project). Все, что на первых порах они сделали, - это объединили в одну систему (кластер) 16 DX4 компьютера в одну 10 Mbit/s сеть Ethernet. И столь простое решение мгоновенно снискало большой успех: система Beowulf и сама идея суперкомпьютера, "снятого с полки" (авторы назвали ее COTS - "Commodity off the Shelf") быстро распространились во всех лабораториях NASA и крупнейших университетах всего мира. Основные достоинства Beowulf - доступность и дешевизна. В принципе, для создания подобной системы достаточно использовать только доступные на массовом рынке компоненты. Управление осуществляется открытой операционной системой Linux. При этом вполне приличный "суперкомпьютер" с производительностью в несколько Gflop/s обходится менее, чем в $50000. Системы такого рода получили название "Кластерные компьютеры класса Beowulf" ("Beowulf Class Cluster Computers"). Для развития и поддержки Beowulf-систем ее разработчики создали Scyld Computing Corporation, цель которой - продвижение Beowulf на более широкий коммерческий рынок. Но поскольку система открытая, то в мире образовалось что-то в роде независимого Beowulf-сообщества "do-it-youself'er'ов" (по-нашему "народных умельцев"), подобного Linux-сообществу, которое стимулирует значительный прогресс в построении дешевых быстродействующих систем.

В настоящее время крупнейший проект, основанный на использовании Beowulf-кластеров, это исследование "эволюции компьютерных программ посредством естественного отбора". Стоимость проекта оценивается в $1 млн. И тем не менее, это "домашний" проект. Суперкомпьютер построен из 1000 Pentium II 350 MHz процессоров в корпусах minitower и дюжины хабов и переключателей, связанных в Beowulf-кластер под управлением Linux. Такая конфигурация развивает производительность в 1 терафлоп/с. На этом "самодельном" суперкомпьютере, едва втиснутом в переоборудованную столовую одного из домов Маутин Вью в Калифорнии, день и ночь разыгрывается эволюционный процесс на основе идеологии генетического программирования. В результате происходит постоянное размножение программ, из которых выживают самые приспособленные для дальнейшего размножения. Процесс контролируется Джоном Коза, одним из основоположников генетического программирования. Процесс начинается из "изначального "ила" из тысяч случайно созданных компьютерных программ", "живущих" в оперативной памяти. И система начинает производить алгоритмы, приближающиеся к некоторому описанному множеству результатов. После того, как система породит мутации и произведет естественный отбор, одна из программ, как ожидают Коза и его коллеги, может выделиться из "ила" как наиболее подходящая для решения исходной проблемы. Они также считают, что подобный естественный отбор программ может составить своего рода конкуренцию процессу создания оригинальных программ людьми. Вопрос только в задействованных вычислительных мощностях.

Подробнее о Beowulf-технологии можно узнать на сайте www.beowulf.org. Тем же, кто захочет влиться в мировое сообщество беовульфовых "do-it-youself'er'ов", небезинтересно будет ознакомиться с книгой Томаса Стерлинга, Джона Салмона, Дональда Беккера и Даниела Савареса "Как построить Beowulf: Руководство по реализации и применению РС-кластеров", вышедшей в 1999 г., или со справочным руководством "How to Build a Beowulf: a Tutorial" по адресу: www.cacr.caltech.edu/beowulf/tutorial/tutorial.html.

Сергей САНЬКО

* Беовульф — герой германского эпоса (букв. “пчелиный волк”, т.е. медведь), воин, совершивший множество славных подвигов, в том числе убийство страшного дракона.