黄仁勋:未来服务器领域将三分天下

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为什么NVIDIA的总裁黄仁勋会带上一条花哨的围巾呢？其实，这条围巾正是NVIDIA在过去几年在高性能计算领域不断耕耘所带来的果实。围巾上的图案，是在由NVIDIA GPU作为协处理器的高性能计算机计算出的大规模粒子运动模拟图像。利用CUDA和NVIDIA GPU，中科院过程物理研究所现在能够模拟大规模粒子的交互运动，而在十年前，利用当时最先进的计算设备，他们也只能模拟十数个粒子的交互运动。

高性能计算领域，GPU的能力正在不断被发掘出来。2010年的高性能计算TOP500排行榜中，包括排名榜首的“天河一号”在内的多台高性能计算机都采用了CPU+GPU的混合架构。

在黄仁勋看来，现在的服务器集群在未来将细分出高性能计算机、Web服务器和企业应用服务器三类，而GPU将是高性能计算机的核心推动力量。

高性能计算领域不断扩展

时至今日，高性能计算已经不仅仅是科学研究的工具了。高性能计算融入生活的一个例子是宝洁的日用品包装。之前，宝洁的一些产品采用的是金属包装，这是由于在运输过程中，气压的不同会导致包装受压损坏，产品会泼洒出来。但金属包装的成本很高。若要设计新包装，需要将设计的包装做成实物，在不同压力下进行检测，发现问题后再予以改进、重新生产模具、重新实验，周而复始，所耗费的时间和金钱更加惊人。引入高性能计算后，这一过程可以通过计算机模拟来完成，省去了大量的时间和金钱。

“配备GPU的超级计算机正在逐步推动科研工作者发现效率的提升、协助解决全世界最复杂的科学难题，同时也将广泛应用于各行各业的产品设计和研发中。”黄仁勋表示，利用GPU和CPU打造的异构系统将占地面积更少、消耗的功耗更低，使超级计算达到前所未有的低价格与大众化，并促使高性能计算在更多领域得到应用。

未来服务器领域三足鼎立

高性能计算面临的问题之一是能源问题。“天河一号”满负荷运行的总功耗是404万瓦。而如果不采用GPU，单单应用CPU来进行计算，要达到相同的计算能力，功耗将达到1200万瓦。“天河一号”每瓦能耗可实现每秒6.3515亿次浮点运算，这个能效值排名世界第二。由此可见，GPU是高性能计算提高能效的重要手段。

“未来，传统的x86服务器将演变成三种服务器。其中，面向Web应用的服务器将主要采用低功耗的ARM处理器；企业应用服务器依然主要采用x86架构的处理器；而高性能计算服务器将由GPU唱主角。”黄仁勋对未来服务器的演化做出了判断。他表示，GPU在高性能计算领域的效率可达x86架构CPU的几十甚至上百倍。随着经济与科学技术的发展，航空航天装备研制、卫星遥感数据处理、气象预报、海洋环境数值模拟、石油勘探数据处理、生物医药研究、金融工程数据分析、新材料开发和设计、基础科学理论计算等，都会不同程度地对高性能计算提出更高要求，而异构计算出现会很大程度上解决性能、成本、功耗等方面的难题。