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“微异构”夺冠 预示未来趋势

　　高性能计算一直以来作为科学研究的重要手段，被广泛应用在分子物理、分子生物学、高能物理、工业设计、大气研究、石油勘探等领域。最简单的例子是汽车的外形和造价：想要设计出阻力最小、最省油，但是抓地能力要好、更加安全的汽车，如果按照传统设计方法反复做各种试验，那么最终汽车的成本将非常高昂。而如今绝大多数的汽车厂商都会采用实际试验和高性能计算模拟相结合的方式来设计汽车，于是在很短的时间周期内，新款车型可以被研制出来，其造价进一步降低，风阻更小。

　　因此，高性能计算的精确度和效率成为了不断推动工业、科学研究进步的重要因素。举例来说，本次夺冠的“天河二号”的计算能力是2012年11月Top500榜单中冠军计算能力的两倍。这意味着相同的计算工作可以缩短一半时间完成，或是在同样时间内计算更多的任务。

微异构架构

　　但为何一年之内会有如此大的变化呢?答案就是“天河二号”采用了英特尔至强处理器 + 至强融核协处理器所构成的“微异构”计算系统。该系统即具有多种类型、可提供计算力的硬件架构，但却由通用编程模型予以支持，以简化开发和优化过程。这一优势是传统异构架构(使用CPU与GPU加速器的组合)所无法实现的。这也使得“天河二号”成为最具能效的系统之一(系统总功率为17.8兆瓦)。

　　如今，越来越多的高性能计算系统开始采用异构模式来解决并行计算任务。但主要矛盾在于编写适用于这种异构计算环境的程序，一方面要尽可能好的利用GPU的并行管线，另一方面又要协同调度好CPU的计算资源。这也是很多超算中心在异构模式面前犹豫的原因——太过复杂。而如今，“天河二号”用“微异构”做了榜样，一方面用至强融核协处理器实现了大规模并行计算，另一方面由于至强融核是x86架构，极大的简化了开发和系统优化过程。

　　事实也是如此，自从6个多月前推出英特尔至强融核协处理器以来，英特尔至强处理器和英特尔至强融核协处理器已发展成为一个强大的组合，在全球最快的多个超级计算机中得到了广泛采用，至今已经在所有超级计算机 500 强提供的聚合性能中占据 18% 的份额。

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