云如何重塑超級計算機

最近10年，超級計算機一直披著英特爾 x86 機器的外衣，不過為了在提高速度的同時不至于吞噬太多的電力，超級計算機正在不斷地從移動和大數領域汲取創意（和硅晶體—以 ARM 芯片或 DSP 的形式）。

實際上，本世紀以前，許多的超級計算機還是一頭完全不同的野獸，僅支持專門的芯片和軟件。不過到了本世紀初的時候業界開始轉向商業芯片。現在，為了滿足用較低的能耗來運行億億次級計算的需求，芯片制造商開始從云計算和移動領域吸收靈感。

克雷機原型

ARM 試衣超級計算

隨著2011超級計算大會在西雅圖的大幕拉開，Nvidia、德儀、ARM 等紛紛發布新的芯片，這些芯片所支持的，是我們進行科學研究、氣候預測，以及從石油生產到汽車設計等行業進行高端仿真所依賴的機器。

Nvidia 算是超級計算市場的一個新新人類，不過自2008年以來它已經取得了長足的進步，作為在控制能耗的前提下進行提速的方式，那時候這家公司首次推出了自己的圖形處理器（GPU）。據說它將會使用自己的 高端 GPU 和新的 GPU+ARM 芯片在西班牙制造一臺新的超級計算機。這將是基于 ARM 的處理器首次試水超級計算機。到目前為止，ARM 還是手機和平板電腦內核的選擇。

超級計算機加速器芯片的進展

Nvidia 的 GPU 干得非常出色，世界上運算速度最快的500臺超級計算機中，有39臺是使用 GPU 作為加速 器的，而這其中有35臺使用的是 Nvidia 的芯片。這款圖形處理器之所以被用于超級計算機，是因為它們能夠處理大規模的并行任務，這正是高端計算之所需，同時其能耗比一般的英特爾和 AMD 的 CPU 要少。

也許是受到了 Nvidia 憑借 GPU 闖入超級計算機的啟發，德儀也推出了自己進行高性能計算的數字信號處理器。DSP 芯片的確很擅長數學運算，同時也被應用于通信芯片和路由器上。德儀一直都在考慮進入超級計算機領域，不過這是它首次正式進入市場。

日本的“京”是全球最快的超級計算機

云計算的新芯片

折磨超級計算機的能效問題同樣困擾著那些網絡大規模（webscale）應用，從 非死book 到 Amazon Web Services 都感到頭痛。云和網絡規模計算數據中心的運營者不會尋找像網絡的無限帶寬技術（Infiniband）那樣的專門引擎，通常他們采用的是分而治之的策略，在自己的硬件上運行一個或幾個應用，類似于超級計算機的方式，讓一切負載都進行速度優化。

這就是芯片和硬件廠商的機會，Tilera、Calxeda 以及 Applied Micro 等都在重新設計芯片以便能夠為云計算提供動力。與此同時，像 Adapteva 之類為手機和高性能計算制造大規模多核芯片的公司，則看到了進入超級計算機和手機領域的機會，此二者均在需要更強大的計算能力的同時降低能耗。隨著 ARM 乘著 Nvidia 的東風也一并踏上這艘船，顯然，超級計算打算在沒有 PC 的影響下成為超級。

Via：gigaom