在高性能計(jì)算領(lǐng)域，圖形處理單元（GPU）是一個(gè)熱門話題。但是所有這些爭(zhēng)論使得他們的未來更加撲朔迷離。
我們盡可能地去了解高性能計(jì)算的未來，這樣就可以更好地為中期超級(jí)計(jì)算需求進(jìn)行投資。我們回顧過去，從大量假設(shè)開始，假設(shè)我們?nèi)绾芜_(dá)到目的，如果進(jìn)入下一個(gè)階段。我們假設(shè)產(chǎn)品X如何取得成功，為什么技術(shù)Y成為主導(dǎo)以及公司Z失敗背后的故事都對(duì)我們了解現(xiàn)有的哪個(gè)產(chǎn)品、技術(shù)或者廠商可能會(huì)失敗有著幫助作用，所有這些都將改變我們的行業(yè)。
圖片來自互聯(lián)網(wǎng)
現(xiàn)在在高性能計(jì)算領(lǐng)域一個(gè)很大的問題就是：“GPU怎么樣？”而當(dāng)GPU越來越受關(guān)注的時(shí)候，另一個(gè)更大的問題是：“軟件怎么樣？”
多核設(shè)備
為了方便起見，本文我們將使用GPU這個(gè)術(shù)語來涵蓋所有多核計(jì)算設(shè)備——GPU或者加速圖形處理單元（APU）。GPU是否會(huì)保留下來，甚至成為占主導(dǎo)地位的高性能計(jì)算處理器？哪一種GPU或者加速器將脫穎而出成為市場(chǎng)的選擇？
目前高性能計(jì)算市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位的處理器——我們拿TOP500來作為市場(chǎng)風(fēng)向標(biāo)——當(dāng)然是英特爾至強(qiáng)x86-64。當(dāng)然，當(dāng)AMD推出AMD64的時(shí)候x86才真正開始統(tǒng)治高性能計(jì)算領(lǐng)域。AMD在這種主導(dǎo)于高性能計(jì)算市場(chǎng)的處理器領(lǐng)域處理領(lǐng)導(dǎo)地位，但是英特爾開發(fā)的最豐富的至強(qiáng)產(chǎn)品系列現(xiàn)在卻統(tǒng)治著TOP500榜單。
盡管AMD憑借皓龍?zhí)幚砥髟谠缙陬I(lǐng)先了數(shù)年時(shí)間，但是英特爾卻取得了最終的勝利。通過歷史觀察我們發(fā)現(xiàn)，那些最終統(tǒng)治市場(chǎng)的廠商并不一定是基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)先的廠商。
因此，盡管我們可以有把握地說，NVIDIA的GPU技術(shù)在技術(shù)計(jì)算和高性能計(jì)算方面領(lǐng)先，但如果或者當(dāng)GPU成為主導(dǎo)的高性能計(jì)算處理器時(shí)，我們并不能肯定地說NVIDIA就是份額最大的技術(shù)提供商。AMD、英特爾和NVIDIA都計(jì)劃交付能夠滿足超出現(xiàn)有CPU更多高性能計(jì)算需求的產(chǎn)品。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
成功的關(guān)鍵
第二個(gè)觀察結(jié)論就是，對(duì)于擁有x86-64的AMD和擁有GPGPU的NVIDIA來說，一個(gè)由編譯器、ACML、CUDA和社區(qū)網(wǎng)站所組成的一個(gè)軟件生態(tài)系統(tǒng)是技術(shù)成功的關(guān)鍵所在。有些人會(huì)說，成功的關(guān)鍵是軟件和社區(qū)，而不是任何硬件方面的優(yōu)勢(shì)。
第三個(gè)發(fā)現(xiàn)就是，當(dāng)早期采用者開始將x86/x86-64作為一項(xiàng)真正用于高性能計(jì)算的技術(shù)時(shí)——相比高端超級(jí)計(jì)算機(jī)提供了更高的性價(jià)比——很多高端計(jì)算的倡導(dǎo)者認(rèn)為，價(jià)格表現(xiàn)并不代表一切，而真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)將仍然是最佳解決方案，甚至暗示稱商用集群也將保留一席之地。
在我看來，到目前為止關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論都是從差不多的。在過去的爭(zhēng)論中，價(jià)格是贏得競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。例如，當(dāng)時(shí)另一個(gè)試圖贏得RISC領(lǐng)域的處理器就是英特爾的IA64安騰。它提供了更好的技術(shù)，但是價(jià)格也更高。x86-64提供了足夠好的特性，而且更便宜。
時(shí)代不同了
TOP500中x86-64的興起和關(guān)于CPU與GPU的爭(zhēng)論這兩者之間是否有什么關(guān)鍵區(qū)別？也許吧。新的x86-64處理器與主導(dǎo)的RISC處理器是不同的，但是在編程風(fēng)格上并非完全不同。
工具是現(xiàn)成的，由于現(xiàn)有對(duì)軟件開發(fā)的消費(fèi)需求超出了x86高性能計(jì)算的范疇，因此，x86是一個(gè)不錯(cuò)的演變。代碼必須從RISC移植到x86上，這一點(diǎn)我們做到了。然熱，GPU在編程方面與CPU是有很大不同的。GPU-HPC的生態(tài)系統(tǒng)尚不成熟，但是編譯器和社區(qū)方面已經(jīng)有了很大進(jìn)步。
也許最關(guān)鍵的是，例如Fusion、Knights和Fermi等類似GPU的選擇多樣化使得我們?cè)贑PU和GPU之間很難輕易作出選擇。從過去我們得出一個(gè)教訓(xùn)，那就是生命周期較長的好代碼在開發(fā)過程中是忽略前端的——不管是在皓龍上還是至強(qiáng)上。
投資工作
如果我們現(xiàn)在要開發(fā)一個(gè)長期使用的大型應(yīng)用程序，那么我們我們必須在OpenMP、Cuda、OpenCL或者填補(bǔ)空白的多種產(chǎn)品之間作出一個(gè)懸念則。GPU是通用的，這意味著在開發(fā)過程中運(yùn)行的是誰家的產(chǎn)品并不重要，但是獲得性能和成本回報(bào)卻是一個(gè)硬要求。
根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，一旦開始標(biāo)準(zhǔn)化，成本部署將勝過最佳選擇。從RISC到x86的過渡并沒有在編程方面的重大變革。從CPU到GPU的過渡可能會(huì)放緩獲得更高性價(jià)比的過程，但這并不會(huì)組織最終變更的完成。
