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(7)

电脑系统总体结构的三国规律（S: Server, C: Client，网格图片来自IBM）

网格化趋势将是计算机广泛普及的主要技术推动力。网格化的特征是网络化、服务化。它将使得网络效应逐步得到充分发挥，从而推动电脑的广泛普及。全球电脑网络将演变成为有结构的小世界。它通过自我组织、通过成长，演变成为一个符合幂数律的动态开放的人机社会。物理世界（physical world）、数字虚拟空间（cyberspace）、人类社会三个世界将通过接入设备（接口设备）和传感器连通成为一个三元世界，组成数字社会（见图8）。

图9.物理世界、数字虚拟空间、人类社会通过接入设备和传感器连通组成的数字社会

电脑产业将从摩尔定律主导变为网络效应主导。今后20年，摩尔定律仍然将是电脑产业界的基本定律。但是，摩尔定律是电脑产业共同的定律，它的一个后果就是大路货化、同质竞争。每一个创新团队要想突破同质竞争、提高竞争力，必需深入思考如何有效地利用摩尔定律去最大程度地发挥网络效应。在今后10年之内，我们看得到两种趋势：

网络应用。网络服务将成为最重要的电脑应用。

计算机电子（computer electronics，即图6中的数字化消费者电子和网络产品）。图8中的多种接入设备（如数码相机）和传感器设备（如RFID设备）在很多时候将可能是离线方式工作，成为看起来是单独工作的计算机电子设备。

如果我们将时间尺度拉长到今后20年，随着无线通信技术的进展，计算机电子设备（第二次数字浪潮）的缺省方式将有可能变成方式，随时随地连通到信息网络的虚拟世界。

因特网路线趋势

人们将用什么样的技术路线来开发和使用广泛普及阶段的网格化技术呢？

因特网路线将成为主流技术路线。基于先进技术和同行共识的开放标准是主要的目标。人民更加主动地参与电脑网络的创新和应用；人民利益更加得到体现。

广大人民不仅是被动的用户和消费者，他们同时将成为信息技术和信息资源的生产者和开发者。信息技术厂家和运营商将难以垄断市场，控制人民的行为。

由于网格化趋势，以及由此产生的网络效应、小世界现象、病毒性市场现象，信息产业的技术门槛降低。个人、志愿者团体、小公司产生的先进技术比现在更有可能流行。一个优秀的、领导性的小团队也可能影响产业。

高性能计算机的研究开发态势

机群

过去十年来，（第二代）机群技术发展迅猛，现在已成为中高档高性能计算机市场的主流产品。机群系统的技术门槛不断降低，Linpack机群已成为大路货。但是，用户和科技人员已对现有的机群及其发展提出了两种质疑。这些质疑同时也指出了机群技术未来的创新机会，可能在今后几年内促生第三代机群。

机群已成为中高档高性能计算机主流产品

在过去十年中，高性能计算机发展最快的体系结构种类是SMP和机群。从今天的市场（包括技术计算市场和大得多的服务器市场）占有率看，低档高性能计算机的主流是SMP，而机群，尤其是SMP机群，已经成为中高档高性能计算机的主流。其他体系结构（PVP、PVP-NUMA、ccNUMA）的市场占有率要小的多，而且很难看出他们有加速发展的可能。

机群的应用水平也不断提高，不论是在技术计算（科学计算与工程模拟）领域、商务应用（事务处理与数据处理）领域、互联网主机应用领域，都是如此。

第二代机群市场发展迅速的主要原因有三个。第一，机群采用了开放的结构，技术门槛较易不断降低，较易普及。第二，机群比其他结构更容易利用摩尔定律，从而成本不断降低。第三，机群使用了比较稳定的编程模式（和使用模式），从而促使应用水平不断提高。

下面用一个高端用户的例子具体说明（见图9和图10）。素材来自与美国能源部劳伦斯利弗摩实验室（LLNL）的Mark Seager的交流，参见[9]。

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