云如何重塑超级计算机

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背景: 阅读新闻 云如何重塑超级计算机最近10年,超级计算机一直披着英特尔x86机器的外衣,不过为了在提高速度的同时不至于吞噬太多的电力,超级计算机正在不断地从移动和大数领域汲取创意(和硅晶体—以ARM芯片或DSP的形式)。

实际上,本世纪以前,许多的超级计算机还是一头完全不同的野兽,云计算方案,仅支持专门的芯片和软件。不过到了本世纪初的时候业界开始转向商业芯片。现在,为了满足用较低的能耗来运行亿亿次级计算的需求,芯片制造商开始从云计算和移动领域吸收灵感。

ARM试衣超级计算

随着2011超级计算大会在西雅图的大幕拉开,Nvidia、德仪、ARM等纷纷发布新的芯片,这些芯片所支持的,是我们进行科学研究、气候预测,以及从石油生产到汽车设计等行业进行高端仿真所依赖的机器。

Nvidia算是超级计算市场的一个新新人类,不过自2008年以来它已经取得了长足的进步,作为在控制能耗的前提下进行提速的方式,那时候这家公司首次推出了自己的图形处理器(GPU)。据说它将会使用自己的高端GPU和新的GPU+ARM芯片在西班牙制造一台新的超级计算机。这将是基于ARM的处理器首次试水超级计算机。到目前为止,ARM还是手机和平板电脑内核的选择。

超级计算机加速器芯片的进展

Nvidia的GPU干得非常出色,世界上运算速度最快的500台超级计算机中,云服务,有39台是使用GPU作为加速器的,而这其中有35台使用的是Nvidia的芯片。这款图形处理器之所以被用于超级计算机,是因为它们能够处理大规模的并行任务,这正是高端计算之所需,同时其能耗比一般的英特尔和AMD的CPU要少,私有云

也许是受到了Nvidia凭借GPU闯入超级计算机的启发,德仪也推出了自己进行高性能计算的数字信号处理器。DSP芯片的确很擅长数学运算,同时也被应用于通信芯片和路由器上,虚拟化技术。德仪一直都在考虑进入超级计算机领域,不过这是它首次正式进入市场。

云计算的新芯片

折磨超级计算机的能效问题同样困扰着那些网络大规模(webscale)应用,从Facebook到Amazon Web Services都感到头痛。云和网络规模计算数据中心的运营者不会寻找像网络的无限带宽技术(Infiniband)那样的专门引擎,通常他们采用的是分而治之的策略,在自己的硬件上运行一个或几个应用,类似于超级计算机的方式,让一切负载都进行速度优化。

这就是芯片和硬件厂商的机会,Tilera、Calxeda以及Applied Micro等都在重新设计芯片以便能够为云计算提供动力。与此同时,像Adapteva之类为手机和高性能计算制造大规模多核芯片的公司,则看到了进入超级计算机和手机领域的机会,此二者均在需要更强大的计算能力的同时降低能耗。随着ARM乘着Nvidia的东风也一并踏上这艘船,显然,超级计算打算在没有PC的影响下成为超级。

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