人工智能

CPU+GPU引领未来HPC架构

作者:张学琦来源:中国电子报发布时间:2009-03-20 13:21我要评论



 
对于CPU与GPU之间的争论,无论是从厂商的自身利益来看,还是从产业发展的趋势来看,用户需求无疑是衡量的唯一标准。
前段时间,英特尔与nVIDIA(英伟达)二者之间关于CPU(中央处理器)与GPU(图形处理器)孰重孰轻,乃至谁才是未来PC核心的争论成为业界热议的话题,英特尔CEO保罗·欧德宁在IDF(英特尔开发者论坛)上宣称显卡产业将会消亡,而后nVIDIA则以GPU将超越CPU地位的言论予以还击。近日,二者之间的战争又再次升温,英特尔日前向美国法院提出申请,要求禁止nVIDIA生产其下一代Nehalem芯片组,期望通过法律途径遏制竞争对手的发展。随着这两家基础芯片巨头的口水战升温,未来CPU与GPU的发展将走向何方?是融合、取代还是共存?又会对产业及用户带来哪些影响?

求同存异 C-G架构渐流行

“天下大势,合久必分,分久必合。”这句话用在当今的IT产业似乎也颇为恰当。在CPU与图形显示两个本是“井水”与“河水”的领域,如今也正将自己的地盘扩展至对方领域。在去年的英特尔IDF峰会上,英特尔公司宣布将开发集CPU与图形处理于一体的Larrabee架构芯片,并表示该芯片将取代目前的GPU。而对此,图形显示芯片的老大nVIDIA则予以反击,为其GPU开发了CUDA编程环境,进而在此基础上开发更多的软件应用,从而试图取代CPU在整机中的地位。而未来CPU与GPU的发展将走向何方,无疑是对计算机产业影响较大的问题。
在英特尔Larrabee架构芯片尚未推出之际,nVIDIA公司已在前不久的美国高性能计算展览会上发布了其TeslaS1070GPU处理器,从该处理器的应用来看,其与传统的X86服务器在性能和功耗方面的比较,在许多行业具有优势,如石油、天然气、勘探行业、动漫制作,这些行业涉及大量数据分析以及图形处理等浮点运算,传统服务器需要耗费很多电力,功耗非常大,而Tesla则能很好地解决此类问题。而nVIDIA公司面临的最大问题其实还在于其在通用计算领域的应用匮乏而带来的挑战,这也是X86处理器架构的优势所在,因此无论从 Tesla还是Larrabee来看,尽管它们都是向对方领域进军的产品,但都无法相互取代,二者共存的局面将持续相当长的一段时间。
对于CPU与GPU的竟合发展,英特尔中国区产品总监洪力接受《中国电子报》记者采访时,作了一个形象的比喻来说明CPU的无可替代性:对于一个人而言,尽管其有着在绘画、音乐等某个方面的超人天赋,但如果他天生脑瘫,则这个人绝对不是一个健康的正常人。因此他认为,CPU与GPU二者的侧重点不同,决定了其应用的环境和主要领域不同。而对于CPU与GPU的发展,nVIDIA中国区总经理张建中则向《中国电子报》记者表示,在高性能计算这个GPU重点应用领域,CPU+GPU架构是未来高性能计算架构的发展方向。他认为,现在的高性能计算架构面临着两大挑战:一个是服务器存放空间紧张,另一个是对高性能计算的投入越来越大。而采用Telsa的服务器,科研单位可以花同样的钱,其效率可获得10—100倍的增长。
对于CPU+GPU的新架构,863网格计算专家组成员、清华大学教授杨广文则指出,对于高性能计算的推广应用,这是一个很好的开端,但是这种架构如何在节点上面实现突破还是个问题。另外他认为,如何应用好也是个问题,毕竟这种架构并不是万能的,不可能替代一切。对于新架构面临的挑战,杨广文表示:“硬件有了,但是后续的工作还有很多,编程模式、编程方式还需要专业人员才能用,还需要从编程模式、环境、算法设计等方面下工夫。”

推动HPC普及 用户终受益

在与英特尔大打口水战的间隙,nVIDIA也正“悄悄”进行着其GPU应用布局。前不久,nVIDIA分别与中国服务器厂商浪潮、宝德联合推出了首款整合其GPU架构的超级计算机——— 浪潮“桌面超级计算机”倚天和宝德PowerScale8000G。
众所周知,在当今国际金融风暴冲击下,用户IT支出大幅缩减,而以服务器为代表的硬件市场无疑首当其冲,基于CPU+GPU新架构的高性能计算机的推出可谓恰逢其时。浪潮高性能服务器产品部总经理刘军告诉《中国电子报》记者,“倚天”是“浪潮高效能服务器和存储技术国家重点实验室”的重要研发成果,其峰值计算能力最高可达4万亿次/秒,相当于40台服务器或200台PC的计算力,体积与普通计算机相仿,而成本只有传统高性能计算系统的1/5,起售价仅为5万元。宝德公司也称,此次宝德推出的PowerScale8000G以超强运算能力和低成本打造100TFlops计算中心而著称,如该产品具有1928个核心、浮点性能达到8TFlops,打造100TFlops计算中心的成本缩减5倍,功耗降为原来的1/21。
无论从受经济形势影响的服务器产业来看,还是从高性能计算本身来看,高性能计算的普及无疑是其面临的关键问题,而采用新架构的HPC(高性能计算机)无疑是高性能普及的新的转折点。赛迪顾问计算机产业研究中心咨询师刘新告诉《中国电子报》记者,传统的高性能计算集群,其高昂的图形处理成本、集群的高能耗和维护成本是影响HPC普及的主要障碍,新架构的HPC主要在这几个方面取得了突破。刘军也表示,采用新架构的HPC,兼具低成本与高性能的特点,在医疗成像、分子动力学、基因比对、金融模拟、动漫渲染、电影编辑、新型材料开发等领域具有广阔的应用前景,使得这些领域的用户拥有万亿次的高性能设备成为现实。这对于打破高性能应用瓶颈,提高企业创新能力,提高生产效率,将起到根本性的作用。
从用户角度来看,谈到桌面超级计算机和传统集群系统的对比,中科院北京基因组研究所副所长于军做了形象的比喻:“桌面超级计算机是集群系统的很好的补充。集群好像一列火车,给定时间和速度就把你运到这里,所有的人员不得不挤在一起。而桌面万亿次超级计算机就好像是给每个科研人员都配备了一辆越野车,因为每个科学家有着自己的想法,开着越野车可以上山、可以到草原、可以到荒漠,增加了专家的自由度,可以挖掘每个层面的潜力,科研效率自然会提升。”

相关链接

CPU与GPU之争的源头


○ CPU篇

CPU为PC核心这个观点由CPU巨头Intel提出,并且其全球副总裁在其 IDF峰会上郑重表示,其Larrabee绘图芯片将取代目前的GPU,并且下了“三年灭亡”的最后通牒。一时间CPU和GPU之争跳过了“缠绵”阶段,直接进入殊死搏斗。

○ GPU篇

倡导GPU为核心的是GPU巨头nVIDIA,nVIDIA专门为其GPU开发了CUDA环境,其使用C语言设计开发,使GPU可以兼容标准C编程语言,我们可以将CUDA看作是在支持CUDA的nVIDIAGPU上进行并行计算而提供了统一的软硬件解决方案,这样GPU就可以做目前只有CPU才能做得很多软件应用,从而取代CPU在整机中的地位。

GPU和CPU发展剖析

GPU在架构方面和CPU有很大不同,GPU更适合简单的并行任务处理,以nVIDIA即将发布的GT200为例,其内部集成了240个核,可以同时并行处理数据,搭配nVIDIA为其专门开发的环境——— CUDA,使GPU可以在很多此前CPU的长项中取得长足的进步,例如:软件压缩等GPU在CUDA环境下可以较CPU压缩速度提升30倍以上,让我们看到了GPU未来的应用前景。
反观CPU,虽然CUDA的出现对其构成了巨大威胁,但是Intel作为当前处理器老大,不仅拥有强大的生产能力,也拥有雄厚的研发力量,并且在2006年吸收了大量GPU研发人员,其在GPU方面也拥有很大的发展空间。CPU目前在一些需要复杂指令运算的环境中依然拥有很大优势。

责任编辑:电子信息产业网
相关链接

首届全球IC企业家大会

12月11日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,北京赛迪会展有限公司、中国电子报社、上海市集成电路行业协会承办的“首届全球IC企业家大会暨第十六届中国国际...

2018世界VR产业大会

10月19日,2018世界VR产业大会在南昌盛大开幕。开幕式上,全国政协副主席卢展工宣读国家主席习近平贺信,工业和信息化部部长苗圩,江西省委书记刘奇,江西省委常委、南昌市委书记殷美根分别致辞。

第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动...

8月20日,在中国创新创业大赛组委会办公室指导下,由虚拟现实产业联盟、国科创新创业投资有限公司共同举办的第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动新闻发布会在北京举行。

2018年上半年家电网购分析报告发布会

8月2日,工业和信息化部赛迪研究院、中国电子报社在北京发布了《2018年上半年家电网购分析报告》(以下简称《家电网购报告》)。报告显示,2018年上半年,我国B2C家电网购市场(含移动终端)规模达2641亿元...

2018制造业“双创”高峰论坛

6月22日,2018制造业“双创”高峰论坛在北京举办。本次论坛由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟和中国软件行业协会工业互联网分会主办,中国电子报社、北京云道智造科技有限公司和中国船舶工...

2018世界VR产业大会新闻发布会

5月21日,记者从在北京人民大会堂召开的2018世界VR产业大会新闻发布会上获悉,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办,中国电子信息产业发展研究院、江西省工业和信息化委员会、南昌市人民政府、虚拟现实产业...

数字经济前沿论坛-CITE2018第六届中国电...

为贯彻落实党的十九大精神,充分展示新一代信息技术产业最新发展成就,促进产业核心技术突破,加快形成数字经济新动能,引领信息技术产业供给侧改革,工业和信息化部、深圳市人民政府将于2018年4月9日-11日在深圳市共 ...

中国超高清视频(4K)产业发展大会

3月29日,中国超高清视频(4K)产业发展大会在广州市召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、广东省人民政府主办,广东省经济和信息化委员会、广东省新闻出版广电局、广东省通信管理局、广州市人民政府、中...

2019CES国际消费电子产品展报道

CES由美国电子消费品制造商协会(简称CEA)主办,CES每年一月在世界著名拉斯维加斯举办,CES是世界上最大、影响最为广泛的消费类电子技术年展,也是全球最大的消费技术产业盛会。...

2019年全国工业和信息化工作会议

今年中央经济工作会议,认真总结了一年来我国经济社会发展取得的成就和经验,深入分析了当前经济形势,全面部署了明年经济工作,提出要推动制造业高质量发展,坚定不移地建设制造强国。中央经济工作会议把推动制造业...

改革开放40年

40年的实践充分证明,党的十一届三中全会以来我们党团结带领全国各族人民开辟的中国特色社会主义道路、理论、制度、文化是完全正确的...

支持民营企业在行动

当前,国际经济复杂多变、新旧动能转换和政策措施落实差距等多种因素叠加,民营企业发展内外交困,“民营经济离场论”、“新公私合营论”等不当言论甚嚣尘上,导致部分民营企业发展缺乏定力和信心。习近平总书记“在...

中关村集成电路设计园开园暨第二届“芯动北京”中关村IC产业论坛

中关村集成电路设计园开园暨第二届“芯动北京”中关村IC产业论坛...

星河亮点副总裁王奥博:5G应用为测试厂商带来新机遇

今年可以认为是5G移动通信的元年、真正商用的元年,因为随着运营商中国移动、中国电信、中国联通扩大5G网络在更多城市的试用,5G各方面的产业成熟度也已经达到了可以...

普天技术副总裁杜涛:开拓物联网市场须在垂直行业二次学习

普天作为通信行业的一个老兵,为2018中国国际信息通信展带来了信息通信与网络安全、物联网、智慧社会等领域的众多自主创新成果。9月26日,在2018中国国际信息通...

第六届中国电子信息博览会开幕式暨数字经济前沿论坛

本次论坛主题是“智领新时代 慧享新生活”,将邀请政府行业主管部门、国内外著名专家学者、企业家发表主题演讲、对话或专题交流,深入探讨深化创新驱动战略、实施“中国制...

友情链接
关于我们 | 联系我们 | 广告服务
电子信息产业网LOGO