當(dāng)今半導(dǎo)體領(lǐng)域，只有一種芯片能以3倍于摩爾定律的速度發(fā)展，只有一種芯片能夠在PC領(lǐng)域挑戰(zhàn)甚至超越同時(shí)期生產(chǎn)的CPU產(chǎn)品，只有一種芯片讓圖形業(yè)界的創(chuàng)作者和無數(shù)游戲玩家為之瘋狂，這就是GPU(Graphic Processing Unit)——圖形處理器。
GPU以其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢已經(jīng)迅速成為打造全球頂尖超級(jí)計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，全世界最快的四臺(tái)計(jì)算機(jī)中，有三臺(tái)是基于GPU運(yùn)算的，并且這個(gè)趨勢必將得以保持?！霸茣r(shí)代”的到來無疑又給了GPU無限機(jī)會(huì)，同時(shí)也給了曙光公司等IT廠商借助GPU一搏“云端”的機(jī)會(huì)。
性能百倍于CPU GPU提速云計(jì)算
GPU 是相對(duì)于CPU的一個(gè)概念，由于在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)中(特別是家用系統(tǒng)，游戲的發(fā)燒友)圖形的處理變得越來越重要，需要一個(gè)專門的圖形的核心處理器。進(jìn)入21世紀(jì)，為了解決CPU發(fā)展遇到的上述瓶頸，x86處理器進(jìn)入了多核時(shí)代，GPU也進(jìn)入了通用處理時(shí)代。GPU設(shè)備的高浮點(diǎn)運(yùn)算能力受到越來越多的科研人員所青睞。
GPU是顯示卡的“大腦”，它決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時(shí)也是2D顯示卡和3D顯示卡的區(qū)別依據(jù)。2D顯示芯片在處理3D圖像和特效時(shí)主要依賴CPU的處理能力，稱為“軟加速”。3D顯示芯片是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內(nèi)，也即所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片通常是顯示卡上最大的芯片(也是引腳最多的)。
今天，GPU已經(jīng)不再局限于3D圖形處理了，GPU通用計(jì)算技術(shù)發(fā)展已經(jīng)引起業(yè)界不少的關(guān)注，事實(shí)也證明在浮點(diǎn)運(yùn)算、并行計(jì)算等部分計(jì)算方面，GPU可以提供數(shù)十倍乃至于上百倍于CPU的性能，如此強(qiáng)悍的“新星”難免會(huì)讓CPU廠商老大英特爾為未來而緊張，在英特爾未收購NVIDIA之前，雙方也經(jīng)常為GPU和CPU誰更重要而展開口水戰(zhàn)。
GPU通用計(jì)算方面的標(biāo)準(zhǔn)目前有 OPEN CL、CUDA、ATI STREAM。其中，OpenCL(全稱Open Computing Language，開放運(yùn)算語言)是第一個(gè)面向異構(gòu)系統(tǒng)通用目的并行編程的開放式、免費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，也是一個(gè)統(tǒng)一的編程環(huán)境，便于軟件開發(fā)人員為高性能計(jì)算服務(wù)器、桌面計(jì)算系統(tǒng)、手持設(shè)備編寫高效輕便的代碼，而且廣泛適用于多核心處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、Cell類型架構(gòu)以及數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等其他并行處理器，在游戲、娛樂、科研、醫(yī)療等各種領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展前景。
云計(jì)算時(shí)代，GPU的計(jì)算能力被進(jìn)一步挖掘出來，GPU越來越被市場所認(rèn)可，GPU尤其在并行計(jì)算領(lǐng)域，以其強(qiáng)大的運(yùn)算能力，在視頻處理、石油勘探、生物化學(xué)等行業(yè)取得了巨大的成功，這一市場也被各家廠商所認(rèn)同，分別推出產(chǎn)品以期占領(lǐng)先機(jī)。
在越來越多的領(lǐng)域，GPU所表現(xiàn)出來強(qiáng)大性能提升正在逐步蠶食傳統(tǒng)的CPU市場。在航空航天裝備研制、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理、氣象預(yù)報(bào)、海洋環(huán)境數(shù)值模擬、石油勘探數(shù)據(jù)處理、生物醫(yī)藥研究、金融工程數(shù)據(jù)分析、新材料開發(fā)和設(shè)計(jì)、計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)、生命科學(xué)計(jì)算、流體動(dòng)力學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)值分析(這幾個(gè)領(lǐng)域用加重或有色字體以示突出)等領(lǐng)域，GPU計(jì)算正在發(fā)揮出強(qiáng)大的能量。而傳統(tǒng)上這些計(jì)算屬于使用CPU計(jì)算領(lǐng)域，用戶為了完成這些運(yùn)算，會(huì)選擇工作站、刀片甚至集群方案。相對(duì)CPU方案，GPU方案具有價(jià)格低、速度快等優(yōu)點(diǎn)，無疑非常適合用戶使用。
決勝CPU與GPU融合時(shí)代 曙光GHPC1000以超算領(lǐng)銜云計(jì)算
作為國內(nèi)高性能計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)，曙光公司推出“產(chǎn)品+軟件服務(wù)+解決方案”一攬子GPU產(chǎn)品解決方案，以重點(diǎn)客戶、重點(diǎn)區(qū)域?yàn)橥黄泣c(diǎn)，帶動(dòng)整體GPU產(chǎn)品銷售;并以其特有的GPU監(jiān)控、加速系統(tǒng)等國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)在GPU行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域取得了重大的突破成果。
曙光GPU高性能產(chǎn)品分別在硬件系統(tǒng)層、運(yùn)行環(huán)境、管理監(jiān)控層、訪問控制層以及應(yīng)用層這五大層面，搭配GPU產(chǎn)品，構(gòu)成高性能GPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并且以其獨(dú)有的GPU監(jiān)控、加速系統(tǒng)和集群存儲(chǔ)容錯(cuò)系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)運(yùn)算容錯(cuò)性需求較高的應(yīng)用環(huán)境中，有效的保證到了計(jì)算節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的性能參數(shù)的實(shí)現(xiàn)。
曙光公司推出的GHPC1000集群產(chǎn)品解決了中國科學(xué)院過程工程研究所多相復(fù)雜系統(tǒng)的瓶頸以及GPU-CPU耦合計(jì)算構(gòu)建的多尺度離散模擬軟硬系統(tǒng)的問題。曙光GHPC 1000高性能計(jì)算平臺(tái)采用通用CPU和專用GPU均衡設(shè)計(jì)，既保證了GPU的處理性能，又兼顧了通用CPU的計(jì)算能力。既保證了適合GPU的高并行度計(jì)算應(yīng)用的需求，同時(shí)也保證了非高并行度應(yīng)用和尚未進(jìn)行GPU移植的應(yīng)用需求。