国内外专家解读HPC未来发展

近日在湖南长沙举行2009年高性能计算学术年会可算是中国最高级别的HPC年会，而每年在会上公布的中国HPC系统TOP100排名也让世界高性能计算相关机构愈发关注，其中包括了TOP500以及Green500的专家学者，而作为全球乃至中国HPC系统处理器的主力供货商英特尔公司也积极的参与到中国的HPC建设中，在得到全球TOP500中近80%的市场份额以及中国TOP100约77%的市场份额后，我们有理由相信英特尔在这一领域的判断与分析，将会对未来HPC的发展产生相应的作用，而中国TOP100的发起人之一，TOP100榜单的撰写者，中科院软件所并行计算实验室副主任、国家863”高性能计算机评测中心”技术委员会委员张云泉博士也有着自己的感慨与认识。在本次大会期间，记者们就HPC技术发展以及中国HPC的现状与未来展望等相关问题与张云泉博士、英特尔公司高性能计算高级系统架构师David Scott先生、英特尔（中国）有限公司亚太客户响应团队技术经理何万青博士进行了探讨。

受访嘉宾（左起）：英特尔公司高性能计算高级系统架构师David Scott先生，中科院软件所并行计算实验室副主任、国家863”高性能计算机评测中心”技术委员会委员张云泉博士，英特尔（中国）有限公司亚太客户响应团队技术经理何万青博士

内存变革、来自IBM Power的竞争以及Larrabee

在本次大会上，来自中国国防科技大学的专家提到了存储墙的问题，认为在未来的HPC系统中，对于数据访问的I/O问题将成为系统性能提升的一个瓶颈，而在David Scott的发言中也提到了数据带宽的重要性。在一个HPC系统中，与CPU关系最紧密的就是内存，在当前的主要的数据传输标准中，也只有内存不是串行的，包括PCI-E、AMD的HyperTransport总线，英特尔的QPI总线、硬盘用的SATA和SAS总线都是串行的，而串行内存的主导厂商Rambus也一直跃跃欲试想重回企业计算市场，毕竟其主推的XDR内存可以达到5GT/s的速率，而现在DDR3的最高速度只有1600MT/s（Nehalem只用到了1333MT/s），所以就英特尔而言，如何看待串行内存重返HPC市场这一问题呢？

“英特尔的确尝试过串行内存方案，”David Scott表示，“早前我们推行的FB-DIMM就是一种串行内存方案，当然并不是完整的串行设计，所以在一些方面表现不佳，比如功耗和发热问题，这让我们最终放弃了它。”对于未来的发展，David Scott并没有给出明确的信息，“我完全赞成你的看法，很多数据传输都已经是串行化了，我相信内存最终也会像这个方向发展，但在很长的一段时期内，我相信还将是以DDR3为主，这是目前英特尔的基本战略。”

现有Xeon 7xxx的接班人，Nehalem-EX的架构图，相较Nehalem-EP（至强5500）有了明显的扩展它虽然采用了FB-DIMM2架构，但内存DIMM仍然是纯DDR3 DIMM，与FB-DIMM完全不同）

英特尔无疑是HPC市场上处理器的霸主，但仍然有些势力在吸引着人们的注意力，比如IBM的Power系统，在全球TOP500排名中，占据着榜首的位置（代号“RoadRunner”），不过在中国市场上，Power系统只在TOP100中占据2%的份额，什么原因会造成这样的差距，而英特尔又如何看待这个对手呢？

David Scott表示，“Power系统也是一种出色的计算系统，但与x86分属两种不同的指令集架构，它算是IBM的传统势力。不过，从总的趋势来看，Power系统的份额一直是下降的态势，x86系统正在不断扩大的自己的份额，这与整体的生态环境有很大的关系，用得人越多，生态环境越好，反过来会更加促进这个市场的扩张。”对于Power系统乃至RISC系统会不会从HPC领域消失，David Scott笑着说道，“我相信不会，它还是有自己固有的应用领域，只要IBM不放弃，我相信就不会消失，它永远都会存在，只是份额越来越小而已。”

对于国内市场上为什么Power系统份额如此之少，与TOP500形成鲜明的对比，张云泉博士认为主要的问题还是在成本上。“比如他们的大系统蓝色基因（Bluegene）就很贵，而且是整套卖，一套就上千万，这在中国是比较难承受的，而且有些系统我们想买，他们可能不买，所以Power系统在中国HPC市场的表现主要是与IBM的市场策略有关，这也造成了基于Power的HPC市场的萎缩。”

不过，在HPC市场中，除了传统的CPU外，GPU所带来的新势力也来势汹汹，这对于英特尔来说也是一种潜在的挑战，当然英特尔也正在推行自己的GPU战略，这就是Larrabee。在美国举行的2009 IDF秋季大会上，台下的听众最想知道的就是有关Larrabee的细节，那么英特尔怎么看待GPU计算，自己又将如何去做呢？

“这是一个很有意思的问题，”David Scott表示，“GPU因其特有的架构，所以在浮点运算方面强大的能力，这一点英特尔也看得很清楚，但GPU在HPC中的应用有一个很重要的问题，就是超并行编程的问题，而英特尔所看重的是如何保护用户的既有投资，让用户的应用可以更加平滑的部署到新的系统上，而不用大量的重写代码，所以英特尔并不求快，必须等相应的开发环境成熟后，才会推广硬件平台。”对此，何万青博士补充到，“这也是我们为什么大力开发Ct编程环境的原因，就是希望能以一个统一的架构来把用户的应用串起来，用户在这个环境下可以开发出基于IA架构的小到SoC、大到HPC的应用，这对于保护用户的投资，增强用户友好性有着重大意义。”

对于Larrabee以及未来的GPU与CPU整合设计，David Scott强调，“Larrabee最初上市将是图形卡的形式，面向图形应用与游戏娱乐领域，之后英特尔才会把它融入到计算系统中，它在设计之初就考虑到了统一的IA架构。Larrabee从某种角度上说是一种众核的IA架构，而在英特尔未来CPU设计中将会引入大核心与微核心的混载架构，可以说是一种CPU+GPU的整合设计，不过这与现在的Clarkdale架构不一样，Clarkdale整合的GPU对于HPC应用没有任何的帮助，但未来将Larrabee与CPU整合后，将会体现出CPU与GPU整合后的强大威力。”