性能将提1千倍未来超级计算机真情告白_新闻台

　　据美国有线电视新闻网(cnn)30日报道,目前,美国、中国、日本、欧盟和俄罗所都投入巨资研制超级计算机。2月,欧洲宣布将研制超级计算机的经费提高一倍,达到12亿欧元(约合16亿美元)。随着技术的不断进步,一个新运算时代exaflops级运算正朝我们走来。科学家表示未来的 exaflops级计算机运算速度至少可达到目前最强大的超级计算机的1000倍。

　　在这个十年结束时,exaflops级计算机便可成为现实并投入使用,开启科学发现的一个新篇章。计算机科学家利用flops(每秒浮点运算次数的英文首字母缩写)衡量超级计算机的性能,exa是exascale的前缀,意为“百万兆”。exaflops级计算机每秒的运算次数相当于5000万台笔记本电脑。英国贝尔法斯特女王大学电子学学院教授迪米特里奥斯-尼科罗普洛斯表示:“exaflops是高性能运算的下一个疆界。”

　　尼科罗普洛斯指出,当前运算速度最快的超级计算机可达到petaflops级(1peta为10的15次方),每秒运算次数超过1000万亿。第一台突破petaflops的超级计算机是ibm的“走鹃”,2008年实现这一成就。不过,“走鹃”的最快头衔并没有保持很久。2009年,美国橡树岭国家实验室的cray“美洲虎”运算速度达到1.75 petaflops,取代“走鹃”,成为第一。

　　根据追踪高性能运算发展趋势的top500排行榜,当前运算速度最快的超级计算机是日本的k computer,由富士通公司研制。这台超级计算机安装在神户的理化学研究所高级计算科学研究所,运算速度超过10 petaflops,是排名第二的中国nudt yh mpp的3倍,后者达到2.57 petaflops。尼科罗普洛斯说:“高性能超级计算机采用数千个处理器,安装时需要足球场大小的空间以及大量计算机架。”

　　k computer采用88128个处理器,配备了864个机柜。尼科罗普洛斯指出,exascale级计算机的个头并不会更大,甚至有可能更小一点。但所采用的处理器数量远远超过当前的超级计算机,在100万到1亿个之间。他说:“研制超级计算机仍面临严峻的技术挑战,其中最大的挑战就是能耗。超级计算机的能耗通常不具有可承受性。根据当前的预测,exascale级计算机的能耗可达到100兆瓦特,为exascale级计算机建造一个满足能量需求的设施并不具有可行性。”

　　计算机的处理器是最大的耗能大户,耗能在总能耗中的比重达到40%到50%左右,但尼科罗普洛斯表示存储器正在快速追赶处理器。他说:“改变处理器和存储器使用的材料和结构对exascale级计算机能否取得成功至关重要。我们已开始了解到exascale级计算机在硬件、软件和应用方面面临的挑战。目前,我们正处在确定研究方向的阶段。”

　　尼科罗普洛斯表示exascale级计算机可用于很多科学研究领域,帮助科学家得出重要发现。他说:“航空航天工程学、天体物理学、生物学、气候建模和国家安全领域都需要借助高性能超级计算机。”橡树岭国家实验室公共信息官比尔-卡巴格指出,exascale级计算机在供电和经济可承受性方面面临非常严峻的挑战。他说:“这些都是非常严峻的问题,需要研发一系列超前技术才能加以解决。目前,我们正投入所有可能的资源,解决这些问题。”

　　尼科罗普洛斯表示exascale级计算机同样能够让社会学研究受益。他说:“越来越多的人对从整体上研究社会行为产生浓厚兴趣。这种研究需要进行大规模模拟,了解人与人之间如何互动、交流以及活动方式,因此需要借助exascale级计算机。”