home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1993 / TIME Almanac 1993.iso / time / 111191 / 1111300.000 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-08-28  |  8.5 KB  |  179 lines

  1.                                                                                 SCIENCE, Page 74Machines from the Lunatic Fringe
  2.  
  3.  
  4. A trillion calculations a second? In a quantum leap for
  5. supercomputers, a radical new design opens exciting vistas for
  6. science and industry
  7.  
  8. By PHILIP ELMER-DEWITT
  9.  
  10.  
  11.     When Danny Hillis first appeared on the computer scene in
  12. the mid-1980s, it was easy to dismiss him -- and the
  13. odd-looking device he called the Connection Machine -- as part
  14. of the industry's lunatic fringe. The chipmunk-faced scientist
  15. from the Massachusetts Institute of Technology had achieved a
  16. certain local notoriety from tooling around the streets of
  17. Cambridge in a secondhand fire engine. As an undergraduate he
  18. invented a mechanical computer, made entirely out of Tinkertoys,
  19. that could play tick-tack-toe. And as a graduate student at
  20. MIT's famed Artificial Intelligence Laboratory, he spent much
  21. of his time worrying about things like how infants learn to
  22. recognize their mother's face.
  23.  
  24.     Moreover, the concept behind the Connection Machine, a big
  25. black cube studded with red blinking lights, had the power and
  26. simplicity of an idea that is too good to be true. Most
  27. computers built over the previous 50 years had been designed to
  28. do one thing at a time; they funneled massive quantities of data
  29. through a single processor (the mathematical engine where the
  30. bulk of a computer's work takes place). Hillis proposed to break
  31. this computational logjam by replacing the single high-speed
  32. processor with large numbers of tiny computer chips that would
  33. attack the data in concert. The experts scoffed when Hillis
  34. argued that such "massively parallel" computers would soon move
  35. into the mainstream of computer science, surpassing in sheer
  36. speed and processing power even the famous supercomputers built
  37. by Cray Research.
  38.  
  39.     The experts were wrong. Last week when Hillis introduced
  40. the Connection Machine's latest incarnation -- another sleek
  41. black box with red blinking lights -- most of his predictions
  42. had come true. Not only can the Connection Machine 5 lay claim
  43. to being the speediest computer in the world, having bettered
  44. the most powerful Crays on some problems by a factor of 100,
  45. but Hillis' company, Thinking Machines Corp., has become the
  46. leader in one of the industry's fastest-growing markets. The
  47. first seven customers for the CM-5, who paid from $1.5 million
  48. to as much as $25 million for models containing anywhere from
  49. 32 to 1,024 processors, include some of the world's premier
  50. computer users: the Sandia and Los Alamos National Laboratories;
  51. the Army High Performance Computing Research Center at the
  52. University of Minnesota; Syracuse University; the University of
  53. California, Berkeley; and the University of Wisconsin.
  54. Schlumberger, an oil-services company, ordered one to help
  55. interpret seismic data. American Express bought two for
  56. analyzing customer buying habits.
  57.  
  58.     The success of the Connection Machine marks several
  59. milestones in computer science. One is the widespread acceptance
  60. of the parallel-processing approach to computer design. "This
  61. was a watershed year for massive parallelism," says Gary Smaby,
  62. a supercomputer analyst at the Smaby Group in Minneapolis.
  63. There are more than half a dozen start-up companies selling
  64. parallel-processing computers of one sort or another. Both
  65. Digital Equipment and IBM, the two largest U.S. computer
  66. manufacturers, have endorsed the concept (IBM by forming a joint
  67. venture in September with Thinking Machines), and even Cray
  68. Research has begun work on a massively parallel supercomputer.
  69. Japan has selected the technology as the target for one of its
  70. long-term research undertakings, and at least three Japanese
  71. manufacturers -- NEC, Hitachi and Fujitsu -- are busy making
  72. their own Connection Machine-like computers.
  73.  
  74.     Hillis' achievement also underscores the growing
  75. importance of supercomput ers -- loosely defined as the most
  76. powerful number crunchers available at any given time. For years
  77. super computers were applied almost exclusively to
  78. national-security tasks, such as breaking codes or designing
  79. ever deadlier nuclear bombs. But the same computers that can
  80. locate a missile in outer space can also be used to find oil
  81. deposits in Prudhoe Bay, Alaska, and over the past decade a
  82. growing percentage of super computer sales have been to
  83. industry. Today super computers are used for everything from
  84. crash-testing cars to designing fuel-efficient aircraft.
  85.  
  86.     The most eager consumers of supercomputer time, however,
  87. are scientists. Over the past five years, the number of
  88. researchers with access to supercomputers has grown almost a
  89. hundredfold, to more than 30,000, thanks to a network of
  90. supercomputer centers established by the National Science
  91. Foundation, the national laboratories and various state
  92. governments. In a wide variety of fields from astronomy to
  93. theoretical physics, computer simulation has replaced laboratory
  94. experimentation as a basic tool of scientific research. It is
  95. much easier to study the behavior of ionized gases in a computer
  96. simulation, for example, than it is to build a full-scale
  97. nuclear-fusion reactor. "We've whetted an awful lot of
  98. scientific appetites," says Larry Smarr, director of the
  99. National Center for Super computing Applications at the
  100. University of Illinois at Urbana-Champaign.
  101.  
  102.     But no sooner had scientists and engineers discovered the
  103. intellectual benefits of supercomputing than they found
  104. themselves bumping into the computational limits of the current
  105. machines. Everything they wanted to do, it seemed, required
  106. 1,000 times more computer power than the fastest machines could
  107. provide. Today's models, for example, are not able to determine
  108. the structure of a protein from a sequence of genes. They can
  109. map the earth's atmosphere or its ocean currents but not the
  110. interactions between the two. They can predict hurricanes, but
  111. not such smaller meteorological events as thunderstorms and
  112. tornadoes.
  113.  
  114.     Last year President Bush's science adviser, D. Allan
  115. Bromley, compiled a list of 10 of these scientific problems,
  116. which he called "grand challenges," and asked Congress for more
  117. than $3 billion over the next five years to develop the
  118. computers and high-speed networks necessary to solve them. (The
  119. $638 million budgeted for 1992 is expected to be approved by
  120. Congress before Thanksgiving.) The centerpiece of Bromley's
  121. program is a research plan to build by 1996 a so-called teraflop
  122. machine, a computer capable of performing 1 trillion scientific
  123. calculations a second.
  124.  
  125.     That goal may be reached sooner than anyone expected. The
  126. Connection Machine unveiled last week has a modular design that
  127. can be configured with anywhere from 32 to 16,000 processors.
  128. "We could build a teraflop machine today," boasts Hillis. In
  129. fact, a 16,000-processor CM-5 could deliver a peak speed of two
  130. teraflops -- if anyone could afford it. Using today's components
  131. at current prices, such a machine would fill a room the size of
  132. a small gymnasium and cost $200 million. Most analysts believe
  133. that the first teraflop machines will be purchased when their
  134. price drops below $50 million, sometime in the mid-1990s.
  135.  
  136.     By then customers will have more than Thinking Machines to
  137. choose from. Intel, maker of the chips that run most
  138. IBM-compatible personal computers, is expected to announce its
  139. own teraflop initiative next month at a supercomputer convention
  140. in Albuquerque. Intel introduced a line of aggressively priced
  141. parallel supercomputers a year and a half ago and has nearly
  142. caught up to its Cambridge-based rival. One of its models, an
  143. experimental system called the Touchstone Delta, surpassed the
  144. top speed of the previous version of the Connection Machine last
  145. spring. Meanwhile, new massively parallel machines are expected
  146. over the next couple of years from Minneapolis-based Cray and
  147. such smaller companies as Kendall Square Research in Waltham,
  148. Mass., and Tera Computer in Seattle. By 1995, NEC, Fujitsu and
  149. Hitachi could be marketing their own teraflop machines.
  150.  
  151.     Who actually sells the first teraflop computer is probably
  152. less important than who buys it. The big payoff from
  153. high-performance supercomputing -- both in profits and in
  154. international competitiveness -- will come when someone uses a
  155. Connection Machine, or a competing model, to design a wonder
  156. drug, a more efficient car or a cleaner-burning fuel. The new
  157. supercomputers are ready for delivery. It remains to be seen who
  158. will make the best use of them when they arrive.
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176.  
  177.  
  178.  
  179.