多核处理器技术带来海量计算 四核成为焦点

    目前的处理器已经进入了“多核”时代,然而多核不是最终目的,它带来的将是海量计算的泛用时代。与此同时,以“四核”谈起
  点的多核能否在2007年成为主流?产业链是否就绪?如何平衡与双核的发展?都成为我们关注的焦点。
  
    海量计算进入“泛用”时代?
  
    曾经高高在上的海量计算,正在变得触手可及。众所周知,过去超级计算机大部分用于金融模型和像流体力学和地理勘测这样的科学计算。但未来一个崭新的多线程编程时代将使大量的消费类应用软件都能够充分享受并发挥多核处理器的计算能力。未来诸如PC和手持设备上的高清娱乐、用户敏感环境中的人工智能、即时视频通讯、逼真如现实的多媒体游戏等应用将在万亿级计算处理器的帮助下蓬勃发展。另外,语音识别的发展也将进入新时代。未来的PC甚至可以通过人的唇形来读取用户语音,并大幅改进语音识别的精确度。


    鉴于此,万亿级计算将是一场在计算能力和创新数量上的双重革命,而这些都是处理未来先进应用的必要条件。“万亿级”这一术语本身是指必须由具有万亿次浮点计算性能的平台来处理的万亿字节数据。其计算能力是当今千兆级设备的一千倍。


    借助万亿级计算机,人们可以实时创建相当于工作室质量的照片级三维图像,或者通过对照片和家庭视频进行自动分析、标记和归类来更好地管理个人媒体。而老式低分辨率摄像机所拍摄的影像也可利用高级算法获得改善。高级数字医疗应用可通过分析扫描获得的大量数据来评估患者的健康状况,以辅助医生实时制订决策。万亿级技术的本质,就是能够主要通过并行执行多项任务来实时处理此类复杂计算。这也是处理未来可见的复杂而出色应用的基本要求。


    相关专家预计,未来围绕万亿级架构将会产生出使用数十个甚至数百个内核的设备,以并行处理大量的信息。通过让这些设备变得可扩展、可适应和可编程,英特尔可帮助将整个行业引领至一个全新的时代,届时更加引人入胜、充满互动乐趣的实际应用将触手可及。


    在万亿级计算世界中,将会产生多种全新的处理能力,用于挖掘和解释全球不断增长的数据,并以更高效的方式完成此项任务。智能代理将在第一时间就股票交易和其他财务决策为用户提供建议。这种代理能够在浩如烟海的数字视频集中进行搜索,找到特定的人或事件,甚至能够根据用户期望看到的内容编辑一个新的视频。对游戏玩家而言,他们将可以体验到有如照片般优质实时图形带来的巨大好处。然而,这些优势并不是只有游戏玩家才能享受到的。现在,人们正在开发用于协作和教育领域的交互式虚拟环境,例如通过与虚拟的讲母语的人进行互动来学习语言,或是在模拟的人体上医生处理紧急情况。
  
    厂商发力 海量计算不遥远
  
    针对海量计算的前景,英特尔已开发出一款新原型芯片,将80个简化的浮点运算核心(相当于电子大脑)整合在单一晶粒。这是横扫半导体行业的设计变革的最新标志。


    英特尔(中国)研究中心总经理杜江凌博士在接受《中国电子报》记者采访时称,英特尔这款新型芯片是一个研究项目,而非一款实际产品。这种集成了80个微处理器的芯片专门用于“浮点”运算。在测试中芯片的运算速度超过了teraflop级(即每秒可完成一万亿次浮点运算),而耗电量仅为62瓦。与此形成鲜明对比的是,英特尔在1996年打造出的首个teraflop等级超级电脑占地2000平方英尺,耗电量50万瓦。


    据介绍,英特尔正在对处理万亿级工作负载所需的能力进行分类研究。这些处理能力可以分为三种基本类型:识别(Recognition)、挖掘(Mining)与合成(Synthesis),统称为RMS。识别指的是计算机检查数据和图像并据此构建数学模型的机器学习能力,例如某个具体人脸的模型;挖掘是在大量现实生活数据中发现特定模型样例的能力,如从多种分辨率、照明环境的图像中找到某个具体的人脸;合成则是指通过构建新的模型样例来探索理论场景的能力。比如,如果某个人更年轻或更老,他会长得什么样。


    据透露,英特尔未来致力于构建出内含数十个乃至数百个内核的处理器,它们有望在5-10年内问世。届时不仅普通PC,甚至一部手机上都可能内置一块80核心的英特尔处理器。


    与此同时,AMD也展示了一个突破万亿次浮点计算障碍的单系统加速计算(Accelerated Computing)平台。众多机构都非常期待能够将此项技术广泛用于科学、医药、商业和消费类等计算应用。它运行标准版本的Microsoft Windows XP Professional,利用AMD双核皓龙处理器技术和两个新一代AMD R600流处理器的超强性能,采用通用的” multiply-add”(MADD)计算方法,能够实现每秒1万亿次以上的浮点计算。相对于目前每秒能执行约千亿次浮点计算的高性能服务器平台而言,这一成就实现了10倍的性能增长。


    其他公司也在探索同样的设计理念,将几个乃至几百个微处理器整合在一个芯片上,作为计算机的运算引擎。这类创新产品目前只承担特定的任务以及一些科学试验,不过最终将扩展至各种消费类电子产品上。
  
    四核走向主流 平衡双核是关键
  
    如果说多核给我们展现了一幅远景的话,那么四核恐怕就是今年的焦点。但同时摆在厂商面前的是,面对刚刚成熟的双核市场,四核该如何定位?双核和四核能否不冲突而在各自的市场都有所斩获?


    英特尔(中国)有限公司服务器平台产品经理顾凡告诉《中国电子报》记者,应该说从去年英特尔的四核处理器发布到今年的第一季度,对一些企业级客户来说的确需要做一些验证,然后再采用四核的服务器,这需要一些时间,但是从趋势来说,四核会在2007年走向主流的两路服务器市场。所谓走向主流,就是和双核服务器相比,会从第一季度的七三开,到第二季度的六四开,然后是反七三开,反六四开。需要说明的是,我们双核的5100和四核的5300系列是基于同样的服务器平台,因为芯片组没变,内存技术、总线技术、I/0技术没变,这是一个很重要的前提。在这样一个前提下,双核走向四核对于一个企业级客户来说并不是一个迁移,而是最快地就可以利用这个技术。换句话说,由于给用户建造了一个很稳定的平台,处理器的更新只是帮助用户在同样的价格下得到更多的性能。


    中国惠普有限公司工业标准服务器产品部市场拓展经理贾滨在接受《中国电子报》记者采访时称,从整个亚太区的四核服务器市场看已经超过20%。我们发现大多数对四核有兴趣的客户都是比较大的企业或公司,但他们真正采购四核的服务器,需要有时间做与自己业务本身相关的测试,这个测试时间大约是3-6个月,之后他们会采用四核的服务器,也有的大企业或公司可能刚刚测试过双核的服务器,暂时不想再做第二次的测试,所以暂时不会去考虑四核的服务器,但是我相信这个数字会快速地增长。


    浪潮集团服务器产品总经理王虹莉在提及四核与双核服务器的关系时,对《中国电子报》记者讲,从系统厂商来看的话,我们认为双核和四核来自于客户的应用特点和应用的复杂程度,是由客户预算各方面的情况综合决定的。至于浪潮在目前新的产品线中,我们双路的产品5100和5200会有低端的产品。针对四核我们有5310、5320,究竟是选择四核还是双核,还是根据客户本身的应用,而不应盲目地追求一个四核的高性能,而应该是应用和整体性能要有一个匹配。所以我们在给客户的推荐过程中也不会很盲目地推荐四核的产品。


    用友U8研发本部总经理邓适宜告诉《中国电子报》记者,从ERP软件的角度来看,它是一个非常复杂的多任务、便携的应用软件,随着现在的企业用户对运行的要求越来越高,在很多实时性的处理、分析和决策方面的要求越来越普遍。利用多线程的技术,在服务器端可以极大地提高它的响应速度。此外,我们做过测试,四路的单核至强与双核的两路至强相比较,发现在ERP这样一个复杂的数据库密集的运行状况下,两路的双核至强比四路的单核至强要快。我们在去年11月就已经发布了基于双核调优的U870这个产品,基于四核调优的产品正在研发。


    通过记者的采访不难看出,无论对于英特尔还是主流的服务器和软件厂商,双核的应用环境已经成熟,四核则仍在起始阶段。所以在未来的发展中,如何很好地平衡双核和四核的关系,即如何保证用户在双核上的投资,同时又能及时调整自己双核和四核的市场策略,对于四核能否像人们预想的那样在年底成为主流至关重要,否则,双核和四核互相抢占市场,用户不知所选的局面将在所难免。