Jeśli istnieje w ogólnoludzkiej świadomości jakaś organizacja, która najlepiej pasuje do upowszechnionej przez kino i literaturę wizji “nieco szalonych naukowców” to właśnie DARPA. Defense Advanced Research Projects Agency pracuje nad technologiami dla amerykańskiego Departamentu Obrony, ale wiele z nich może mieć i ma zastosowanie cywilne. Aktualnie agencja prowadzi badania nad tym, jak przyspieszyć sieć przewodową.
Wolne połączenie jest frustrujące dla nas, ludzi. Wyobraźmy sobie, jak się “czują” superkomputery. Wszystkie te rdzenie wykonują wszelkiego rodzaju przetwarzanie z błyskawiczną prędkością, ale w końcu wszyscy czekają na przestarzały interfejs sieciowy, aby zachować synchronizację. Dlatego DARPA chce to zmienić – w szczególności poprzez stworzenie nowego interfejsu sieciowego. Sto razy szybszego niż dotychczas.
Problem jest taki. Jak szacuje to DARPA, procesory i pamięć na komputerze lub serwerze mogą w ogólnym sensie pracować z prędkością około 10 ^ 14 bitów na sekundę.
„Prawdziwym wąskim gardłem w zakresie przepustowości jest interfejs sieciowy używany do podłączania maszyny do sieci zewnętrznej, takiej jak Ethernet, co znacznie ogranicza możliwości przetwarzania danych”, wyjaśnił Jonathan Smith z DARPA w wiadomości prasowej na temat projektu.
Ten interfejs sieciowy zwykle przyjmuje postać karty sieciowej i obsługuje przyjmowanie danych z sieci oraz przekazywanie ich do własnych systemów komputerowych lub odwrotnie. Niestety jego wydajność zwykle zamyka się w zakresie gigabitowym. Ta różnica między kartą sieciową, a innymi składnikami sieci stanowi podstawowy limit szybkości udostępniania informacji między różnymi jednostkami obliczeniowymi – takimi jak setki lub tysiące serwerów, które składają się na superkomputery i centra danych. Im szybciej jedna jednostka może dzielić się informacjami z inną, tym szybciej mogą przejść do następnego zadania.
Dzięki programowi FastNIC, DARPA chce „wynaleźć na nowo stos sieci” i zwiększyć przepustowość 100 razy. W końcu, jeśli uda im się rozwiązać ten problem, ich superkomputery będą miały ogromną przewagę nad innymi na świecie, w szczególności tymi w Chinach, które od lat rywalizują ze Stanami Zjednoczonymi na arenie komputerów o wysokiej wydajności. Ale to nie będzie łatwe. Konieczne będzie przeprojektowanie całej warstwy sprzętowej.
„Projektowanie na nowo stosu sieciowego wiąże się z dużymi kosztami i złożonością” – powiedział Smith – „Zaczyna się od sprzętu; jeśli nie możesz tego naprawić, utkniesz. Oprogramowanie nie może uczynić rzeczy szybszymi niż pozwala na to warstwa fizyczna, dlatego musimy najpierw zmienić warstwę fizyczną ”.
Drugą główną częścią będzie oczywiście zmiana strony software’owej, aby poradzić sobie z ogromnym wzrostem skali danych, które interfejs będzie musiał obsługiwać. Nawet zmiana 2x lub 4x wymagałaby znaczących ulepszeń; 100x będzie wymagało gruntownej przeróbki systemu. Naukowcy z agencji – wspierani, oczywiście, przez osoby prywatne z branży, dążą do połączenia 10-terabitowego. Dobra wiadomość jest jednak taka, że wszystkie biblioteki oprogramowania utworzone przez FastNIC będą open source, więc ten standard nie będzie ograniczony do zastrzeżonych systemów Departamentu Obrony.
