IBM明年將打造全球最快超級計算機

據國外媒體報道，IBM明年將發布新款Power 7芯片，并將被用于美國伊利諾斯大學的超級計算機中，有望打造全球最快超級計算機，峰值速度可達目前最快超級計算機的10倍。
　　坐落于伊利諾斯大學

　　伊利諾斯大學的超級計算機中心聞名全球，無論是在小說還是在現實世界中，這里都是超級計算機的故鄉。小說《太空漫游》(2001: A Space Odyssey)中的超級計算機HAL 9000就是在伊利諾斯州烏爾班納市建造的，也就是伊利諾斯大學香檳分校(University of Illinois Urbana-Champaign)所在地。

　　雖然并不渴望具備人工智能，但與HAL 9000一樣，IBM的“藍水”(Blue Waters)超級計算機項目也將能夠在很短的時間內處理大量的復雜運算，而且，這兩個產品都將在伊利諾斯大學香檳分校組裝。這款超級計算機將被放置在香檳分校的一棟特殊建筑里，其理論速度將達到10 petaflop，為目前最快超級計算機峰值速度的10倍。1 petaflop等于10的15次冪次浮點運算，是超級計算機性能的重要指標。

IBM還使用了新穎的存儲技術。靜態RAM存儲器是一種被廣泛使用的技術，幾乎所有的處理器都將這種存儲器作為片上存儲器來使用，高端處理器中最多擁有10億個晶體管。IBM希望避免使用這種規模龐大且成本高昂的技術，轉而采用一種名為E-DRAM的技術，使得晶體管的總量保持在12億個左右。麥克格雷迪說：“如果我們將所有的緩存都通過靜態RAM來完成，那么晶體管的數量肯定會超過20億個?！?

　　這款芯片的速度如何呢?IBM尚未最終決定，但主頻大概會在3GHz到4GHz之間，低于之前Power 6芯片的5GHz。麥克格雷迪說：“我們會從E-DRAM等其他地方獲取性能。我們需要降低主頻速度，以避免這款擁有8個核心的產品融化掉?！?/P>

IBM還通過其他一些改動來增強性能，例如，在芯片上引入電路系統，以便與系統存儲器進行通信，并返回“發生故障”的指令。系統存儲器此前都被安裝于處理器外部。

　　IBM如何來冷卻這款超高速處理器呢?答案是水冷。參與該項目的IBM研究員埃德·賽米納羅(Ed Seminaro)說：“我們的環保性其實更高。我們使用了很多原本用于機房冷卻和供電的設備，并將其與服務器、存儲器和互聯硬件安裝到同一個機柜中?！彼€說道：“整個機柜都采用水冷。我們直接用水來吸熱，這樣非常節能。”

　　將成全球最快超級計算機

　　賽米納羅表示，藍水項目由美國國家科學基金會(National Science Foundation)資助，此前由美國國防部高級研究計劃署(DARPA)所支持的一個項目也將使用Power 7處理器。

　　賽米納羅說：“由于DARPA的介入，我們做了很多原本無法做到的事情。之后便是藍水項目的合同。藍水是由美國國家科學基金會資助的，DARPA的項目為我們奠定了堅實的基礎?！?/P>

　　從理論上講，藍水將擁有1.6384個Power 7芯片，也就是所謂的“節點”，理論性能將達到16 petaflop。該產品最初的理論峰值速度至少也能夠接近10 Petaflop。在實際軟件應用中的“可持續”速度將達到1 petaflop，但這并非全球超級計算機500強所考量的指標。

　　但賽米納羅表示，像DARPA和美國國家科學基金會這樣的組織并不只看重“峰值”性能，因為這種性能可以通過粗狂式的組裝獲得。在談到全球超級計算機500強采用的Linpack基準測試時，他說，“即使在節點之間缺乏較快的帶寬，也仍然可以獲得不錯的分數。由于在進行這一基準測試時，節點之間幾乎沒有任何數據傳輸，因此即使存儲器帶寬性能非常差，仍然可以僥幸獲得高分?！?/P>

　　賽米納羅認為，藍水項目的節點間傳輸速度將獲得突破性的進展。他說：“該系統中任何兩個節點之間的峰值傳輸速度可達每秒192GB。有了這種速度，無論哪兩個節點之間的指令延遲也不會超過1微妙。”

　　這種性能對于大型企業和政府機構而言至關重要。賽米納羅說：“包括波音、通用汽車和福特在內的許多企業都在大量使用這種系統。多數的碰撞測試如今也都是在這種設備上完成的。大量的天氣預報也都要用到這種平臺?！彼€補充道，許多政府主導的應用也都要依賴這種設備，例如如何適當處理核廢料。

　　賽米納羅1999年第一次參與超級計算機項目，而藍水是自那以來他所參與的規模最大的超級計算機項目。他說：“這的確是最大的?！?/P>

　　Power 7今后還將面向部分商用服務器產品推出，以對抗英特爾。賽米納羅說：“我們將于明年上半年將其推廣到部分商用產品中?！?/P>

　　美國國家超級計算應用中心(以下簡稱“NCSA”)有一部分坐落于伊利諾斯大學，到2011年，該項目將成為面向公共開放的全球最大超級計算機。

　　采用多項新穎技術

　　超級計算機從本質上講是為了處理復雜問題而將大批微處理器組合起來的設備。即將于2010年上半年發布的藍水IBM Power 7處理器將成為IBM在該領域邁出的重要一步。“走鵑”(Roadrunner)曾多次奪得全球最快超級計算機稱號，該產品中使用的一種芯片的功能將被整合到IBM新款處理器中。IBM系統與科技集團研究員布萊德里·麥克格雷迪(Bradley McCredie)說，Power 7將旗艦Power芯片的設計與Cell處理器的關鍵技術進行了融合，后者與AMD的處理器一同被用于美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Alamos National Laboratory) 走鵑超級計算機。他說：“我們將Cell執行浮點運算的方式整合到Power 7的核心中?！?/P>

　　但這并不是Power 7唯一的獨特之處。該產品在一個芯片中整合了8個處理核心，每個核心都能執行4個線程，這就使得一個芯片擁有了32個虛擬核心。相比而言，英特爾的高端至強處理器的每個處理核心通常只能處理2個線程。