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高性能计算的软动力

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HPC TOP100平均性能首次突破10万亿次,在该领域,中国与国际的差距再次缩小。

“当今全球高性能计算系统的计算能力正在飞速发展,这与处理器、编译器和软件等多方面综合因素是密不可分的。英特尔在光互连方面以及硅光学方面都走在世界前沿,今后,英特尔会在南能计算市场有更多动作。”英特尔公司高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特基辛格博士在今年4月上海IDF上曾经明确了英特尔在高性能计算方面的方向。

时隔半年,当11月1日,中国软件行业协会数学软件分会、国家863高性能计算机评测中心和中国计算机学会高性能计算专业委员会三家联合正式对外《2008年中国高性能计算机性能TOP100排行榜》时,帕特基辛格的“预言”实现了。

报告显示,英特尔仍然是TOP100的最大家,基于英特尔处理器的系统数量占到了71%,这与英特尔在TOP500中的份额非常相似、在6月份的TOP500中,英特尔占据了73.5%的绝对优势。

与此同时,“在高性能计算领域,英特尔的软件同样发挥着很重要的作用”。英特尔公司全球副总裁王文汉对软件在高性能计算领域中的价值表示充分肯定。

背后的力量

与以往不同,在《2008年中国高性能计算机性能TOP100排行榜》中我们看到了联想、浪潮、曙光、宝德等更多国产厂商的身影,而在这些厂商的背后有着一只强而有力的软、硬件推手。

在四年前,当时的联想正欲在高性能计算领域有所突破,“当时联想要做一个非常大的打印机,这部打印机需要一个很重要的测试程序叫linpack,这一程序将决定整部机器的效率。于是英特尔从美国调来了这一方面的专家。”王文汉讲道。

鉴于在以往其他地区的经验,这样的项目以这位博士的水平仅仅需要三天的时间,但是,当他来到中国后才发现由于当时中国的网格计算水平发展与国际还有一定的差距,在很多技术细节方面缺乏一定的环境支撑,他必须从每个细节开始工作,于是他被“搁浅”在了中国。

有意思的是,这位博士很老实,他出门的时候只向他妻子“请了三天的假”,可是过了三天,又过了几个三天他还是回不去,由于“初来乍到”博士并不清楚如何在国内给他的妻子挂电话“请假”,无奈之余只能求助。

电话通了,假也请了,博士塌实了,联想的高性能计算机也完成了自己的关键测试。

“在高性能计算领域,我们与国内的多家厂商都有合作,且合作的时间很久。”王文汉介绍到。“也许正是有了类似英特尔这样国际企业的帮助与支持,国内的高性能计算领域才有了长足的进步。”

在《2008年中国高性能计算机性能TOP100排行榜》公布的同时,TOP100排行榜创始人之一、中科院软件所研究员张云泉博士这样感叹:“尽管在核心部件上,我们对国外厂商的依赖性很强,但在此次榜单中,国产机入围数明显增多。”积极与政府和教育合作

如同与联想、曙光、浪潮等国内的企业合作,英特尔在国内的政府、教育等领域也从未停止过自己的脚步。

2002年,教育部发起建设“中国教育科研网格”(ChinaGrid)的工作,该项目在十五“211”二期支持下启动、得到国家科技部863南性能计算重大专项支持的公共服务体系。

2003年9月,英特尔(中国)有限公司与中国教育部签署了一份合作谅解备忘录。双方决定携手构建国家高等教育网格计算平台和网格的研究和应用。

随后,ChinaGrid在公共中间件平台(CGSP ChinaGrid suppoftPlatform)上取得突破性进展,Intel在CGSP与GPE的互联互通研究等方面与国内的各高校展开了更为广泛的合作。

在中国,短短的三年,从06年当初五个大学参与,到今年08年8月份为止达到102个大学参与进来。多核大学计划的内容,包括了英特尔给这些学校建立多核的实验室,包括教师培训。

在清华,在武汉大学还有在浙江大学,英特尔分别举办了三期,这样把今年60多个新学校教师培训都开展了,在这个基础上,英特尔将会继续跟踪学校课程的开展情况。

8月份,在厦门,英特尔首次把这102所大学高校教师,大概132组的教师汇集在一起,让这些优秀的大学,能把他们开课的经验和大家分享,也请英特尔工程师把最新的技术给教师做一些培训。这也是我们多核计划的一个内容。

8月20日,由中国教育科研网格ChinaGrid工作组主办,兰州大学信息学院承办的“中国教育科研网格ChinaGrid第三届学术年会(ChinaGrid 2008)”,在甘肃省敦煌市举行,王文汉博士再次阐述了英特尔推动我国高性能计算发展的决心,“除在系统优化方面,英特尔还将为ChinaGrid提供更多的软件工具以及更好的技术支持。”

硬件其实是软件

“目前,国际上,英特尔、AMD已经在多核、异构方面进行不断的创新!”张云泉认为,国内目前的主要研发方向应该向国际靠拢,与此同时,硬件环境的不断变迁为软件的发展带来了挑战,同样也提供了不断向前迈进的动力

在提及高性能计算的多核架构对软件发展的影响时,王文汉讲起了自己的亲身感受。1991年,王文汉到英特尔接到的第一个项目就是设计芯片,当时叫超能奔腾。此时的王文汉已经拥有了两年的工作经验,这两年中,王文汉始终认为硬件就是硬件。

但经过了这个项目后,他却得到了一个很难理解的道理――硬件其实是软件。在设计硬件的过程中,要用高级语言来编。

在编过之后,多大需要缓存,多长CPU线程,作为研发人员要将这些一一汇总。“但实际上是我们可能几百个工程师,每个人负责一块一块的弄,编程序一样的编芯片,”王文汉认为,硬件本身其实就是软件,软件可以辅助设计人员研发不一款硬件产品,同时这一硬件产品又为其上的软件提供一个更好的开发平台。

就好象CD-DVD的录放器,硬件放在那里,设计这个东西有很多软件来设计,可是有了DVD录放器以后,很多做DVD的电视、电影导演可以做很多附加价值的内容,来让在上面可以赚很多的钱,是很好的创意产业。同样,硬件也是,用软件设计硬件,硬件出来以后就提供软件的厂商可以在上面做很多创新。

显然,硬件尤其是多核架构的出现为网格计算带来了全新的运算模式,同时也为网格计算、高性能计算提供了更加高效的运算方法,在这一方面,英特尔有着自己独到的发挥空间。英特尔做底层与上层结合的部分,将给更多的合作伙伴提供更加优秀的平台。