━━━━
可重新配置的光纤网络能将超级计算机数据传输速率提高100倍。
想象一下，你能在一秒内读完一本书，却要花一分钟来接收每一页的信息，这是种什么感受？这与超级计算机的困境类似。超级计算机处理器每秒能处理大量数据，但处理器和计算机子系统之间的数据流则没有这么高效，造成了数据传输瓶颈。为了解决该问题，一个研究小组设计了一种系统，这种系统包含可重新配置的网络，称为“FLEET”，它有可能能够将数据传输速度提高100倍。（“FLEET”是“Fast Lanes for Expedited Execution at 10 Terabits”的缩写，也就是“10太比特发送执行快速通道”。）最近的《IEEE互联网计算》（IEEE Internet Compu-ting）杂志中发表了FLEET最初设计的相关研究，该设计是一个美国国防部高级研究计划局重点项目（DARPA-hard）的一部分。网络接口卡是连接计算机与网络、执行数据传输的关键硬件。不过，这些组件在数据处理速度上远远落后于计算机处理器。“处理器和光纤网络以每秒数太比特（Tb/s）的速度运行，而（目前）用于数据输入输出的网络接口的运行速度往往还局限在每秒数吉比特。”Peraton Labs（前身是Perspecta Labs）的首席研究科学家赛思•罗伯逊（Seth Robertson）说，他曾联合领导FLEET设计。其团队的解决方案中有一部分是开发光纤网络接口卡（O-NIC），这种接口卡可以插入现有计算机硬件。传统网络接口卡通常只有一个端口，而新设计的O-NIC有两个端口，可以支持在许多不同类型的计算机子组件之间传输数据。O-NIC连接了光开关，因此系统可以根据需要快速重新配置数据流。Peraton的首席研究科学家兼FLEET的副研究员弗雷德•道格里斯（Fred Douglis）解释说：“我们可以在执行前或执行中修改连接，可随不同时间匹配不同的设备。”他把这种概念比作《哈利波特》系列霍格沃兹魔法学校中的悬浮大楼梯。“想象一下霍格沃兹的楼梯，无论你想要去哪里，它都会根据需要出现。”他说。为了支持可重新配置性，研究人员设计了一种新的软件管理工具，它能够确定最佳配置并相应地调整数据流。“在软件方面，一种能运用这种灵活性的管理工具是实现我们期待的提升性能所必不可少的。”道格里斯强调说，“广泛的拓扑结构能够实现在给定时刻传输几十太比特数据。”FLEET的开发还处于早期阶段。O-NIC和软件管理工具的初步设计已经于预期四年项目的第一年完成了。当工作完成后，该团队预测新网络接口的速度将达到12Tb/s，这是基于当前第五代PCIe（PCIe是一种网络接口卡连接其他高性能外围设备的接口标准）实现的。如果有了新的PCIe，那么其速度会更快。重要的是，罗伯逊指出，除了新设计的O-NIC以外，FLEET将几乎完全依赖于现有的组件，这意味着FLEET能轻松地集成到现有计算机系统中。“若证明（FLEET）能够达到其性能目标，我们将致力于实现接口标准化，并希望传统硬件供应商广泛推广这种可改变的网络拓扑。”罗伯逊说。同时他表示，他的团队计划开源相关软件。 作者：Michelle Hampson
