在過去的十年中，以x86處理器集群為基礎(chǔ)的規(guī)?；?jīng)濟(jì)是HPC系統(tǒng)的主要方案——全球HPC服務(wù)器市場(chǎng)在規(guī)模上已經(jīng)從2000年初的50億美元提高到了2010年的95億美元，幾乎翻了一倍。占支配地位的模式已經(jīng)變成無限擴(kuò)大包含更多標(biāo)準(zhǔn)x86CPU的集群規(guī)模，以最大程度提升峰值性能。

　　但x86處理器的設(shè)計(jì)理念始終不符合HPC應(yīng)用程序的實(shí)際需求，而且x86的單線程模型性能從大約六年前開始就不斷出現(xiàn)發(fā)熱量及耗能局限等諸多問題。歷史的經(jīng)驗(yàn)越來越明確地指出，盡管x86處理器路線圖的確帶來了大量里程碑式的成功，但將其作為惟一的解決方案顯然不足以應(yīng)對(duì)這一個(gè)十年中由百億億次計(jì)算所帶來的種種挑戰(zhàn)。

　　近年來，另一種被稱為“異構(gòu)計(jì)算”的模式令人們眼前一亮，并初步在市場(chǎng)上獲得了一定的認(rèn)同。這種新興的解決方案主要通過GPGPU(即通用圖形處理器，以下簡(jiǎn)稱為GPU)為CPU提供加速輔助，這樣一來不同處理器類型之間的協(xié)作使它們各個(gè)的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。GPU非常善于處理整體及部分工作中的大量代碼，并表現(xiàn)出非常強(qiáng)勁的數(shù)據(jù)或線程級(jí)并行能力。這一特點(diǎn)使GPU成為向量處理器領(lǐng)域最為理想的下一代接班人;除此之外，GPU還為規(guī)?；跋嚓P(guān)工作帶來不容忽視的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。IDC研究表明，2010年全球個(gè)人電腦獨(dú)立顯卡市場(chǎng)總值已達(dá)約40億美元。

　　異構(gòu)計(jì)算模式總體來說正在HPC市場(chǎng)上如火如荼地發(fā)展著。IDC 2008年全球HPC處理器調(diào)查顯示，9%的HPC機(jī)構(gòu)已經(jīng)在自己安裝的系統(tǒng)中以各種方式應(yīng)用CPU輔助加速技術(shù)。而截至2010年，同樣的調(diào)查指出這一狀況又有了進(jìn)一步的普及。加速技術(shù)不僅仍在前行，并且成倍增長。如今，28%的HPC機(jī)構(gòu)使用加速技術(shù)——這一普及率是兩年前的三倍——而幾乎所有加速技術(shù)都以GPU作為核心方案。盡管GPU在異構(gòu)系統(tǒng)中所占的處理器比重僅為5%，但絕對(duì)數(shù)字正在迅速增加。

　　異構(gòu)計(jì)算正在最尖端HPC市場(chǎng)領(lǐng)域大紅大紫。GPU的身影首次出現(xiàn)在世界超級(jí)計(jì)算機(jī)五百強(qiáng)機(jī)構(gòu)(詳見www.top500.org)之上要追溯到2008年。而到今年六月，名單中前十大系統(tǒng)中已經(jīng)有三套使用了GPU。此外，今年十月美國能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室宣布其下一代系統(tǒng)(即‘泰坦’)將采用超過18000個(gè)x86 CPU以及同樣數(shù)量的GPU，以達(dá)成20至30千萬億次的峰值計(jì)算目標(biāo)。德克薩斯高級(jí)計(jì)算中心也緊隨其后，發(fā)布了一項(xiàng)新的異構(gòu)超級(jí)計(jì)算機(jī)(即‘Stampede’)，該設(shè)備將把兩塊千萬億次x86 CPU與8塊千萬億次MIC加速處理器進(jìn)行整合，以實(shí)現(xiàn)10千萬億次的峰值計(jì)算目標(biāo)。

　　鑒于以上及其它一些領(lǐng)先的HPC機(jī)構(gòu)對(duì)異構(gòu)計(jì)算的倚重，不難看出GPU正在從實(shí)驗(yàn)性使用階段逐漸過渡到正式使用階段;屆時(shí)它們將通過適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)導(dǎo)向肩負(fù)起更具關(guān)鍵性的核心任務(wù)處理職責(zé)。

　　相關(guān)內(nèi)容

　　集群：IDC將一套由多臺(tái)獨(dú)立計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過系統(tǒng)軟件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組合而成的統(tǒng)一系統(tǒng)認(rèn)為集群。因此，集群的產(chǎn)生并不太依賴新的架構(gòu)概念，而更應(yīng)被看作一種新的系統(tǒng)整合策略。

　　異構(gòu)處理：異構(gòu)處理及其同義術(shù)語異構(gòu)計(jì)算，是指利用多種類型的處理器——通常是指CPU與GPU或其它類型加速器的組合——構(gòu)建同一套HPC系統(tǒng)。

　　高性能計(jì)算：IDC使用高性能計(jì)算這一術(shù)語來指代一切被用于解決問題的、具備計(jì)算密集型或數(shù)據(jù)密集型特征的工程計(jì)算服務(wù)器。這個(gè)詞也被用來形容與此類系統(tǒng)相關(guān)的市場(chǎng)及市場(chǎng)內(nèi)部活動(dòng)。它包括工程服務(wù)器，但不包括用于進(jìn)行工程級(jí)別計(jì)算的臺(tái)式計(jì)算機(jī)。