Начиная с 2018 года, пятьсот самых высокопроизводительных систем в мире работают на Linux. Обсуждаем причины сложившейся ситуации и приводим мнения экспертов.

^[1]
Фото — Rawpixel ^[2] — PD

Состояние рынка

Пока что Linux проигрывает другим ОС в борьбе за рынок ПК. По данным ^[3] Statista, Linux установлена всего на 1,65% компьютеров, в то время как с ОС от Microsoft работает 77% пользователей.

Лучше дела обстоят в облачной и IaaS-среде, хотя и здесь лидером остается Windows. Например, эту ОС использует ^[4] 45% клиентов 1cloud.ru, в то время как 44% отдали предпочтение Linux-дистрибутивам.

Но если говорить о высокопроизводительных вычислениях, то здесь Linux однозначный лидер. Согласно недавнему отчету ^[5] портала Top500 — это проект, который составляет рейтинг мощнейших вычислительных установок мира — суперкомпьютеры из списка топ-500 построены на Linux.

На машине Summit (номер один в списке на момент написания статьи), которую спроектировали в IBM, установлен Red Hat Enterprise ^[6]. Эта же система управляет ^[7] вторым по мощности суперкомпьютером — Sierra, а китайская установка TaihuLight работает ^[8] на Sunway Raise OS, основанной на Linux.

Причины распространенности Linux

Производительность. Ядро Linux монолитное и хранит ^[9] в себе все необходимые компоненты — драйверы, планировщик задач, файловую систему. При этом kernel-сервисы выполняются в адресном пространстве ядра, что повышает общую производительность. Также Linux обладает относительно универсальными требованиями к железу. Некоторые дистрибутивы функционируют ^[10] на устройствах с объёмом памяти в 128 МБ. Тот факт, что машины под управлением Linux более производительны, чем под Windows, несколько лет назад признал ^[11] даже один из разработчиков Microsoft. Среди причин он выделил инкрементальные обновления, направленные на оптимизацию кодовой базы.

Открытость. Суперкомпьютеры 70-х и 80-х годов прошлого века в большинстве своем строились на коммерческих дистрибутивах, основанных на UNIX, — например UNICOS ^[12] от Cray. Университеты и исследовательские лаборатории, были вынуждены платить крупные роялти авторам ОС, что отрицательно сказывалось на конечной стоимости высокопроизводительных компьютеров — она составляла миллионы долларов. Появление открытой операционной системы позволило значительно сократить расходы на программное обеспечение. В 1998 году был представлен ^[13] первый суперкомпьютер на базе Linux — Avalon Cluster. Его собрали в Лос-Аламосской национальной лаборатории США всего за 152 тыс. долларов.

Машина имела производительность в 19,3 гигафлопс и заняла 314 место в мировом топе. На первый взгляд, это небольшое достижение, но соотношение цена/производительность привлекло разработчиков суперкомпьютеров. Всего за два года Linux удалось захватить 10% рынка.

Кастомизация. Каждый суперкомпьютер обладает уникальной ИТ-инфраструктурой. Открытость Linux дает инженерам необходимый уровень гибкости для внесения изменений и оптимизации производительности. Администратор Эдди Эпштейн (Eddie Epstein), который участвовал в проектировании суперкомпьютера Watson, назвал ^[14] доступность и относительную легкость в управлении главной причиной выбора SUSE Linux.

Суперкомпьютеры ближайшего будущего

Вычислительная система Summit от IBM мощностью в 148 петафлопс уже несколько лет удерживает ^[15] первую строчку Top500. Но в 2021 году ситуация может измениться — на рынок выйдет сразу несколько эксафлопсных суперкомпьютеров.

Фото — OLCF at ORNL ^[16] — CC BY

Один из них разрабатывает Министерство энергетики США (DOE) совместно со специалистами из Cray. Его мощности направят ^[17] на исследование космоса и последствий глобального потепления, поиск препаратов для лечения рака и новых материалов ^[18] для солнечных панелей. Уже известно, что суперкомпьютер будет управляться ^[19] ОС Cray Linux Environment — она основана на SUSE Linux Enterprise.

Свою эксафлопсную высокопроизводительную машину представит и Китай. Она получит название Tianhe-3 и найдет применение в генной инженерии и разработке лекарств. На суперкомпьютер должны будут установить Kylin Linux, который уже используют для его предшественника — Tianhe-2 ^[20].

Таким образом, можно ожидать, что в ближайшие несколько лет статус-кво сохранится, и Linux продолжит укреплять лидерство в нише мощнейших суперкомпьютеров.

---

Мы в 1cloud предоставляем услугу «Частное облако» ^[21]. С её помощью можно в кратчайшие сроки развернуть ИТ-инфраструктуру для проектов любой сложности.

---

Наше облако построено на железе ^[22] Cisco, Dell, NetApp. Оборудование стоит в нескольких ЦОД: московском DataSpace, питерском SDN/Xelent и алма-атинском Ahost.

---

Автор: 1cloud

Источник ^[23]