什么是高性能计算机_高性能计算机在世界的发展_高性能计算发展与应用

高性能计算机与网格的研究开发态势

徐志伟 2004-3-15

文档状态：本报告系列是我所“曙光高性能计算机”和“织女星网格”两个品牌的相关研究开发动态与趋势的整合与分析，也包括与“龙芯”品牌、存储服务器相关的内容。另外,本报告系列关注计算机领域的突破性创新，对全所的工作都有参考作用。本报告主要关注国际研究开发趋势，但也包括市场应用趋势、对我所的影响。

本报告不定期推出，大约一年一次。本文是本系列第二个报告。第一个报告是《操作系统、网格、机群研究开发的若干动向》（2002年8月5日）。更前的报告见《国外高端计算机的研究开发趋势与对策》（2000年2月10日）。与织女星网格相关的报告见《织女星网格：关键问题与设计原理》（2002年11月22日）。本报告部分内容取自《电脑启示录》下篇《启示录•电脑的未来》草稿。

摘要：本文基于2002年8月至2003年12月，通过参加GGF-6、SC02、HPC Asia 2002、GCC2002、GGF-8、HPDC-13、SC03、Cluster 2003、GCC 2003以及与IBM 、HP、Sun、Intel、Platform和国际学术界的交流，对相关市场（包括与计算所伙伴曙光、联想、神州数码、中科力腾、、铁路、国信办等）调研和技术趋势分析，以及我们自己的研究工作，总结了计算机体系结构、高性能计算与网格的若干研究开发态势。

本文提出了下述几点看法和一些思想：（1）计算机领域正在面临着由网络计算（亦称网格）带来的一次突破性创新。（2）高性能计算机并不等同于网格，两者在今后15年都很重要，而且创新机会很多。随着电脑技术的广泛普及，社会对高性能计算机将成为全球大网格的需求会日益增长。高性能计算机将成为全球大网格的主机；而网络计算与服务将成为高性能计算机的主要工作负载。（3）中国市场和用户正在从跟踪方式向“需求驱动的跨越”方式转移，跟踪式研究不仅必然会导致学术持续落后，而且有落后于市场的危险。（4）这次突破性创新还有很多机会，今后2-4年是我们计算所在计算机系统和软件领域做出经得起历史考验的科研成果的前所未有的时机。（5）我们可以通过“人机社会”凝练科学问题和研究目标，以曙光天剑网格计算机、织女星网格、IPv6网格、S网格、Vega-PG网格终端等系统为载体，在2004-2006年内开发出网格资源空间、网程、网格社区、GSML软件包等核心技术，从而提供高效的关键技术和应用平台。

计算机领域面临大转折

计算机产业发展的六个规律

摩尔定律

电脑发展史上有一条规律40年一直未变，而且业界普遍认为它会持续到2020年。这个规律就是摩尔定律。它说，一块半导体集成电路芯片上的晶体管数每隔2年就要翻一番，从而使得芯片的性能（每秒钟执行的指令数）也每隔2年就翻一番。

摩尔定律是一种经验观察，并不是牛顿定律一样的物理规律。但它反映了市场需求，同时也是芯片厂商的响应。它有一种自我加强性：摩尔定律意味着不懈的竞争，芯片厂商为了在市场上站住脚，必须不断改进技术，这又反过来加强了摩尔定律。最新统计研究表明，半导体集成电路芯片上的晶体管数翻一番所花的时间并不是刚好两年，而是有一些波动。在1965-1975年期间平均是17个月；在1975-1985年期间是22个月，在1985-1995年期间延长到了平均32个月，在1995-2003年期间又缩短到22-24个月。18个月是市场媒体的夸张。

周期规律与S曲线

任何技术的发展都遵循周期规律，亦称S曲线。图1是我们今天看得到的计算机技术的曲线，该图是作者根据IBM副总裁乌拉道斯基-伯格博士的材料修改得来的。

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