《華爾街日?qǐng)?bào)》：超級(jí)計(jì)算機(jī)需求猛增
據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，超級(jí)計(jì)算機(jī)帶來(lái)的科技變革極大地刺激了超級(jí)計(jì)算機(jī)的市場(chǎng)需求。報(bào)道稱，本周美國(guó)伊利諾伊州和特克薩斯州展出兩臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，每臺(tái)計(jì)算機(jī)的占地面積和一個(gè)籃球場(chǎng)差不多。它們采用新型的半導(dǎo)體器件組合方式，解決科學(xué)領(lǐng)域 （如氣候、地震預(yù)測(cè)和醫(yī)療等等）內(nèi)的復(fù)雜問(wèn)題。還有一些實(shí)驗(yàn)室使用自己的硬件架構(gòu)搭建超級(jí)計(jì)算機(jī)，這凸顯了長(zhǎng)期由個(gè)人電腦技術(shù)主宰的超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)生新 變化。
“我們?cè)O(shè)計(jì)了很多架構(gòu)，”美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室某大型超級(jí)計(jì)算機(jī)中心的項(xiàng)目總監(jiān)巴迪·布蘭德（Buddy Bland）表示。他本人負(fù)責(zé)Titan項(xiàng)目，這臺(tái)價(jià)值1億美元的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算速度最近被評(píng)為世界最快。“現(xiàn)在多元化的設(shè)計(jì)方案超過(guò)以往任何時(shí)候。”布蘭德說(shuō)。
當(dāng)今速度方面的冠軍頭銜不會(huì)保持太久。由于超級(jí)計(jì)算能力和國(guó)防以及經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力密切相關(guān)，美國(guó)、歐洲和亞洲的研究機(jī)構(gòu)都加入組裝更大、更快系統(tǒng)的比賽。商業(yè)用戶，比如醫(yī)藥公司、汽車和能源公司也增加了采購(gòu)量。
市場(chǎng)調(diào)研公司IDC預(yù)計(jì)，去年售價(jià)超過(guò)50萬(wàn)美元的超級(jí)計(jì)算機(jī)銷售額增加29%,達(dá)到56億美元。與此相對(duì)應(yīng)的是，普通用途計(jì)算機(jī)的銷售額下降1.9%,減至513億美元。
位于西雅圖的公司Cray自20世紀(jì)70年代起就從事超級(jí)計(jì)算機(jī)銷售，該公司稱去年利潤(rùn)增長(zhǎng)11倍，達(dá)到1.612億美元，營(yíng)收增加78%,達(dá)到4.21億美元。“火爆的一年。”Cray首席執(zhí)行官彼得·溫加羅（Peter Ungaro）評(píng)價(jià)道。
這些現(xiàn)象都突出地表明，計(jì)算機(jī)模擬在很多方面已經(jīng)取代物理實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)或者理論研究的方法。隨著超級(jí)計(jì)算的功能不斷發(fā)展壯大，科學(xué)家能夠通過(guò)更多細(xì)節(jié)分析物體或者現(xiàn)象的模型。
于是，美國(guó)能源部和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助科研機(jī)構(gòu)采購(gòu)新型超級(jí)計(jì)算機(jī)用于科學(xué)研究。
比如，國(guó)家科學(xué)基金會(huì)出資2.26億美元資助Cray和伊利諾伊大學(xué)合作研發(fā)“藍(lán)水”超級(jí)計(jì)算機(jī)；該基金會(huì)還投資5700萬(wàn)美元資助戴爾公司與德克薩斯州立大學(xué)研發(fā)超級(jí)計(jì)算機(jī)“Stampede”.
“我們最終能夠得到足夠的計(jì)算能力，并改革我們做科研的方式。”國(guó)家科學(xué)基金會(huì)超級(jí)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部門的主管艾倫·布萊特柯基（Alan Blatecky）說(shuō)道。
“藍(lán)水”當(dāng)前正用于多項(xiàng)科研任務(wù)，例如創(chuàng)建詳細(xì)的HIV病毒基因組的行為描述，模擬6000萬(wàn)微粒的狀況；而Stampede則用于預(yù)測(cè)加利福尼亞州破壞性地震的發(fā)生頻率。
計(jì)算能力的改進(jìn)很大程度依賴于半導(dǎo)體器件的創(chuàng)新。超級(jí)計(jì)算機(jī)制造商曾經(jīng)都是自行設(shè)計(jì)內(nèi)部的電路，而自20世紀(jì)90年代開始，他們利用大量英特爾、AMD公司的芯片集成整個(gè)系統(tǒng)。
單純?cè)黾痈鄕86芯片改善計(jì)算性能的做法具有局限性，部分原因是這種方法需要消耗更多的電流。因此，諸如IBM之類的公司開始采用低功耗芯片制造超級(jí)計(jì)算機(jī)。
其他的公司也開始采用特殊芯片改善x86芯片計(jì)算機(jī)的性能。最顯著的一點(diǎn)是，用于視頻游戲圖像處理的顯卡芯片能同時(shí)處理多項(xiàng)任務(wù)，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，因此Cray的“藍(lán)水”以及Tian系統(tǒng)均采用了英偉達(dá)公司的顯卡芯片和AMD的微處理器。
不過(guò)“藍(lán)水”計(jì)算機(jī)別具一格，內(nèi)置存儲(chǔ)容量比其他系統(tǒng)要大的多。布萊特柯基稱，這使得它能夠處理其他計(jì)算工作。
與此同時(shí)，Stampede是首個(gè)大范圍使用英特爾新型集成芯片的系統(tǒng)，該芯片包含61個(gè)簡(jiǎn)化的x86處理器。除了標(biāo)準(zhǔn)的英特爾服務(wù)器處理器，它還配置了6880個(gè)新型Xeon Phi芯片。英特爾表示，比起顯卡芯片，編寫超級(jí)計(jì)算機(jī)程序的人對(duì)該芯片更熟悉。
“Xeon Phi讓我們喜歡的地方在于，它依然能讓人們熟練使用之前所學(xué)的x86芯片技術(shù)。”德州先進(jìn)計(jì)算機(jī)中心（TACC）的負(fù)責(zé)人杰伊-博伊瑟（JayBoisseau）說(shuō)道。
