超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)不再是一個(gè)新鮮的話題,很多需要大規(guī)模計(jì)算能力的科研項(xiàng)目,比如預(yù)測(cè)氣候變化、模擬核爆炸等,都需要超級(jí)計(jì)算機(jī)的參與。但是,你能想象,用手機(jī)芯片來(lái)打造一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)嗎?
就在11月17日閉幕的2011年全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上,新一期Top500全球高性能計(jì)算系統(tǒng)榜單發(fā)布。來(lái)自日本的“京”以突破1億億次的計(jì)算性能位居第一。去年名列第一的中國(guó)“天河一號(hào)”這次取得亞軍。第三名至第十名中,中日法各有一臺(tái),5臺(tái)來(lái)自美國(guó)。
西班牙超級(jí)計(jì)算機(jī)未能進(jìn)入前十名,但他們正在做的,是超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域另一項(xiàng)令世界震驚的創(chuàng)舉——他們?cè)噲D用目前廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)和平板電腦的低能耗芯片來(lái)打造一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)。
科學(xué)家們認(rèn)為,目前有可能影響超級(jí)計(jì)算機(jī)穩(wěn)定發(fā)展的最大因素,實(shí)際上是能源問(wèn)題。如果繼續(xù)用今天的技術(shù)來(lái)制造超級(jí)計(jì)算機(jī),并以目前的增速來(lái)發(fā)展,到這個(gè)10年末,全球超級(jí)計(jì)算機(jī)所耗費(fèi)的電能將相當(dāng)于一個(gè)大中型城市。
西班牙巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心,致力于解決這個(gè)問(wèn)題。他們正在開(kāi)發(fā)一種全新技術(shù)的超級(jí)計(jì)算項(xiàng)目“EU Mont-Blanc”。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Alex Ramirez 表示:“在當(dāng)前的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,僅CPU 就會(huì)消耗相當(dāng)一部分電能,通常是40%或更多。”而巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心已經(jīng)與芯片制造商NVIDIA達(dá)成協(xié)議,使用該公司制造的手機(jī)CPU來(lái)替代目前大多數(shù)超級(jí)計(jì)算機(jī)使用的英特爾(微博)CPU。
使用低功耗的CPU,再配合節(jié)能的加速器,“EU Mont-Blanc”項(xiàng)目的目標(biāo)是,最遲到2014 年在能效方面實(shí)現(xiàn)4~10倍的提升。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)百億億次級(jí)性能,同時(shí)比當(dāng)前的超級(jí)計(jì)算機(jī)節(jié)能15~30倍。
芯片制造商N(yùn)VIDIA公司,也在2011年全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上宣布,他們?nèi)麻_(kāi)發(fā)的、將應(yīng)用于巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心的CPU和加速器,完美適應(yīng)超級(jí)計(jì)算的需要。NVIDIA公司近年來(lái)一直在推動(dòng)此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。在Top500全球高性能計(jì)算系統(tǒng)榜單中,有35臺(tái)應(yīng)用了NVIDIA公司的技術(shù)。為了滿足世界各地對(duì)類似項(xiàng)目不斷增長(zhǎng)的需求,NVIDIA公司還發(fā)布了全新的硬件軟件開(kāi)發(fā)包的開(kāi)發(fā)計(jì)劃,預(yù)計(jì)將于2012 年上半年上市。
打造低能耗、高效率的超級(jí)計(jì)算機(jī),不僅僅是巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心和NVIDIA公司在努力。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署也在執(zhí)行一項(xiàng)計(jì)劃,旨在于2018年前推動(dòng)高能效計(jì)算機(jī)發(fā)展。美國(guó)能源部勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究者們,也在研制超低能耗CPU。美國(guó)也許是研制低能耗超級(jí)計(jì)算機(jī)最積極的國(guó)家之一,畢竟,在Top500全球高性能計(jì)算系統(tǒng)榜單上,有263臺(tái)都來(lái)自美國(guó),談到耗電,他們才是真正的大戶。