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　　NVIDIA表示了未来会把基于Kepler方面的应用推到成千上万个应用，那么NVIDIA在推动异构编程方面未来重点的方向是什么呢？天津超算中心又有哪些关于异构编程和应用这方面的经验呢？

天河高效能计算机系统

　　对此NVIDIA公司PSG全球副总裁Shanker Trivedi介绍到一般是三种方法来做这种异构上的编程：第一类是存在了很多年的，甚至几十年的应用，对于这样一类应用，我们建议采用一种直接编程的方法，编程的标准在OpenACC。OpenACC是一个国际标准，这是开放的，很多人都可以采用的标准的编译的方法，这种方法可以使得传统的，存在这么久的软件可以最小的改动，因为写这个程序的人有可能都不在了，可以以最快的方法编到GPU和CPU上，异构的平台上进行计算，同时加速。举一个例子，在美国的能源实验室里，他们有一个很大的应用，这个软件应用叫S3D，类似像核聚变这样的应用，这个程序有100万行的程序，只改了400行，只改了非常非常小的程序量，大约只有万分之四，通过编译器编译，得到了六倍速度的提升。

　　第二种类是新的应用，建议用CUDA GPU并行编程的方法，这个架构模型可能大家都熟悉，CUDA可能大家都熟悉，实际上就是把传统的C语言，类似其他的高性能通用编程语言进行一点点扩展，只是稍微做了一些语法方法的扩展，大家写程序的方法不变，这样重新写出来的程序效率可以大大的提升，可以在这个程序上跑。什么样的程序多了呢？像信号处理，图象处理，还有一些科技计算，用这样的方法来提升计算的效率。

　　最后一种方法是用一些很多科研机构库函数的方法，NVIDIA提供了很多系统级的库函数，还有很多是大学、科研机构，还有网上做了很到的库函数。举一个例子，一些很传统的中间件，你调他的库函数的话，用这样的方法来提升，他们那些函数已经是GPU上的，写程序的人并不用关心他们是怎么实现的，只是调用这些名称和函数来做就好了。

　　总而言之，就是对于长期存在已有的程序，NVIDIA推荐用OpenACC，但是对于新程序，或者对性能有追求，一定要求特别高性能的可以用CUDA来进行改写，对于其他一些传统的，比较规范的程序，调用大量函数的，可以用调用库函数的方法来做。

天河一号A中的GPU运算节点

　　国家超级计算天津中心刘光明主任则道，天河一号A这种异构结构几个典型的应用还是应用得不错的。比如在典型的石油勘探数据处理，经过天河一号A，已经完成了具有自主知识产权的石油三维历史偏移。这个软件过去是掌握在国外人手上，国外公司手上，对于我们来讲是高价政策。我们现在通过天河一号A，从2011年年初开始，跟东方物探进行合作，持续做了两年的时间，整体性能从通用CPU的版本上升到CPU+GPU的版本，整体性能提升了大概六倍。同时我们在这个基础上又做了一个基于计算系统做的优化，磁盘的数据处理系统变成一个基于内存的。另外包括现在的气动力学，大飞机的仿真，说得更通俗一点就是数字风洞的处理，还包括一些典型的应用，包括还有一些源的分析等等这些，现在应用都不错。

　　总结：天河一号获得世界第一之后，引起了高度关注，关于其背后的技术也吸引了大量人士的关注。国家超级计算天津中心通过和NVIDIA成立一个联合实验室，对异构在超级计算方面的发展有着重大的意义，NVIDIA也能在软硬件方面同时提供支持。从笔者的观察来看，在未来的超级计算机发展中，因为能耗、成本等方面的优势，异构结构将会成为未来的主流趋势，在越来越多的超算中得到应用。[返回频道首页]